熱原體綱(Thermoplasmata)是廣古菌超門分布廣泛且具有重要生態(tài)學功能的一個綱。由于有限的純培養(yǎng)物和基因組數(shù)據(jù),很多未鑒定的熱原體綱分支的代謝潛能和進化關系仍然未知。在這項研究中,微生物研究所許玫英研究員的科研團隊從廣東省佛山市容桂鎮(zhèn)的一條黑臭河流沉積物的宏基因組中構建出了4個中高質量的熱原體綱古菌基因組,隸屬于先前一個未鑒定的分支UBA10834。隨后該團隊聯(lián)合深圳大學李猛研究團隊對這一分支的系統(tǒng)分類學及其代謝潛能進行了分析,發(fā)現(xiàn)廣微原體目具有混合營養(yǎng)生活方式的潛能:即同化甲醛和乙酸的異養(yǎng)生活方式、以及H4F-Wood-Ljungdahl(H4F WL)途徑固定CO2的自養(yǎng)生活方式。此外,該新目還具有從頭合成類異戊二烯和核苷酸的潛力,以及硫還原、氫代謝和砷還原等等相關的基因和通路。比較基因組學和CODH/ACS蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析表明廣微原體目和馬賽甲烷桿菌目的細菌型H4F-WL碳固定功能基因可能是來自于厚壁菌門的橫向基因轉移。這項研究擴展了研究人員對熱原體綱的系統(tǒng)發(fā)育學及其代謝多樣性的認識,并為熱原體綱內不同目之間的進化歷程提供了新的見解。
相關研究以“metagenomic insights into the metabolism and evolution of a new Thermoplasmata order (Candidatus Gimiplasmatales)”為題發(fā)表在環(huán)境微生物學領域國際權威期刊《環(huán)境微生物學》(Environmental Microbiology),廣東省科學院微生物研究所與華南理工大學聯(lián)合培養(yǎng)的博士生胡文哲、深圳大學潘杰副研究員為論文共同第一作者,微生物研究所許玫英研究員和深圳大學高等研究院李猛教授為論文共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金委、廣東省重點領域研發(fā)計劃、廣東省科學院建設國內一流研究機構行動專項資金和深圳市科技計劃等項目的資助。