使用基因组为中心的元转录基因组学验证关键的海绵共生途径
Paul A O'Brien1,2,3,4, Shangjin Tan5, Pedro R Frade6
1College of Science and Engineering, James Cook University, Townsville, Queensland, Australia.
Environmental microbiology
|September 21, 2023
概括
海绵微生物组回收营养,其中的元基因组学和元转录组学揭示了活性碳水化合物,碳,和硫代谢. 基因表达证实了B维生素的合成,但运输有限,突出了微生物对海绵健康的贡献.
科学领域:
- 海洋生物学 海洋生物学
- 微生物生态学 微生物生态学
- 共生相互作用的共生相互作用.
背景情况:
- 在营养有限的海洋环境中,海绵微生物对营养循环至关重要.
- 基因组数据表明,微生物在碳水化合物降解,碳固定,和硫代谢以及B族维生素合成中发挥着关键作用.
- 对于在海绵全生物体内预测的微生物功能存在有限的实验验证.
研究的目的:
- 用metatranscriptomics验证海绵微生物组功能的元基因组预测.
- 研究三种珊瑚礁海绵物种中的共生体的活跃代谢作用.
- 将基因表达特征与营养循环通路的基因组潜力进行比较.
主要方法:
- 从三种海绵物种:Ircinia ramosa,Ircinia microconulosa和Phyllospongia foliascens中测序了元基因组和元转录组.
- 对碳水化合物活性酶,碳固定,代谢 (化,脱化),硫化合物转化以及B族维生素合成和运输的基因表达的分析.
- 将元转录基因组数据与现有的元基因组数据进行比较,以推断微生物活动.
主要成果:
- 碳水化合物降解酶的表达通过Poribacteria, Bacteroidota和Cyanobacteria共生体,表明溶解的有机物同化.
- 在所有研究的海绵中,碳固定和硫代谢途径的广泛表达.
- 无氧代谢 (脱,降低) 在有氧化上占主导地位,仅在I. ramosa.中观察到化.
- 维生素B生物合成途径的常见表达,但相关的转运基因的有限表达.
结论:
- 甲基转录组学提供了至关重要的验证,并揭示了与海绵微生物组功能的甲基基因组预测相比的差异.
- 微生物共生体积极促进营养循环,包括碳,,硫和B族维生素,支持海绵宿主健康.
- 确定了参与营养交换和海绵共生的新微生物种群.
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