近日，煙臺大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物（微藻）創(chuàng)新應(yīng)用團(tuán)隊(duì)在微生物系統(tǒng)學(xué)研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)基于全基因組分析首次明確了中慢生根瘤菌屬及其近源屬的屬級分類基因閾值，創(chuàng)新提出9個(gè)新屬并完成15個(gè)物種的科學(xué)重分類，為微生物分類學(xué)確立了新標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)研究成果已獲得國際微生物系統(tǒng)委員會(huì)認(rèn)可，并正式列入原核微生物分類名錄。這一突破性研究為微生物分類學(xué)提供了新的科學(xué)依據(jù)，解決了長期以來困擾學(xué)術(shù)界的中慢生根瘤菌屬（Mesorhizobium）及其近源屬的分類混亂問題。
根瘤菌是農(nóng)業(yè)微生物中的重要類群，尤其在植物固氮過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，中慢生根瘤菌屬與近源的Aquamicrobium、Pseudaminobacter等屬的分類關(guān)系一直較為混亂，多個(gè)不同屬的物種在進(jìn)化樹上混雜在一起。由于現(xiàn)有的微生物分類系統(tǒng)缺乏屬級分類的標(biāo)準(zhǔn)，這一問題嚴(yán)重阻礙了該類群的系統(tǒng)學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用。
為解決這一難題，生命科學(xué)學(xué)院微生物（微藻）創(chuàng)新應(yīng)用團(tuán)隊(duì)基于系統(tǒng)基因組學(xué)方法，構(gòu)建了葉瘤桿菌科（Phyllobacteriaceae）所有典型菌的全基因組系統(tǒng)發(fā)育樹。研究團(tuán)隊(duì)通過分析539個(gè)核心蛋白序列，將Mesorhizobium及其近源的4個(gè)屬劃分為15個(gè)簇和亞簇。通過生物信息學(xué)軟件，團(tuán)隊(duì)從DNA和蛋白層面計(jì)算了所有典型菌間的差異度，發(fā)現(xiàn)典型菌間全基因組的平均核苷酸一致度為77.40%至80.91%，核心蛋白平均氨基酸一致度為83.98%至86.16%，這些數(shù)據(jù)間隔為屬級分類提供了明確的閾值。基于這些發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)將全基因組系統(tǒng)發(fā)育樹的15個(gè)（亞）簇分類為15個(gè)屬，并提出了9個(gè)新屬的建立，同時(shí)對15個(gè)種進(jìn)行了重分類研究。
這一成果不僅為微生物分類學(xué)提供了新的標(biāo)準(zhǔn)，也為相關(guān)菌株的應(yīng)用研究奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。該研究為原核生物在屬級分類單元的科學(xué)分類提供了新的研究方法和依據(jù)，解決了長期以來困擾微生物分類學(xué)的難題，不僅推動(dòng)了微生物系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展，也為農(nóng)業(yè)微生物的應(yīng)用研究提供了重要的理論支持。
相關(guān)研究成果以“Phylogenomic analyses and reclassification of the Mesorhizobium complex:proposal for 9 novel genera and reclassification of 15 species”為題，在基因組及生物信息學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《BMC Genomics》上發(fā)表。該研究近日正式獲得國際微生物系統(tǒng)委員會(huì)認(rèn)可，研究團(tuán)隊(duì)提出的9個(gè)新屬已全部列入原核微生物分類名錄。
據(jù)悉，文章由生命科學(xué)學(xué)院李巖副教授作為第一作者，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院田長富教授為共同通訊作者。生命科學(xué)學(xué)院孫利芹教授、碩士研究生郭亭妍、墨西哥國立理工大學(xué)Wang En-Tao教授以及英國約克大學(xué)J.Peter W.Young教授也參與了該項(xiàng)工作。研究得到了山東省自然科學(xué)基金、煙臺大學(xué)科研啟動(dòng)基金等項(xiàng)目的支持。
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