海洋微生物是海洋生态系统中占据重要比例的生物群体,其丰度高且种类多样。作为海洋生物地球化学循环的重要基础,它们参与着碳、氮、硫和氧等活跃的元素循环过程。其中芽单胞菌是一个重要但未得到充分研究的细菌门类,以往通过16S rRNEmpagliflozinA基因分析发现其在各种陆地和海洋环境中分布广泛,并与氮、氧和硫等相关代谢过程联系密切。但是,大部分菌株不能在实验室分离培养,其系统发育分类和新陈代谢情况还有待进一步深入研究。因此,本文采用宏基因组技术对不同海洋环境中芽单胞菌的全球分布情况、系统发育多样性和独特的新陈代谢潜力等进行分析。主要研究结果如下:本文以来自渤海和旧金山湾的近海沉积物、瓜伊马斯盆地和西南印度洋的深海热液沉积物,以及中国南海的冷泉沉积物等多个样品为研究材料,对所选样品进行DNAwww.selleck.cn/products/Nolvadex提取和宏基因组测序分析。结果表明芽单胞菌广泛分布于不同的海洋和陆地环境中,其中在近海沉积物中的丰度更高。选取495个完整度大于50%、污染度小于10%的芽单胞菌宏基因组组装基因组(MAGs)并基于不同的标记蛋白构建系统发育树。系统发育结果表明芽单胞菌MAGs可被分为四组(Group 1-4),并且每组与基因组分类数据库(Genome Taxonomy Database,GTDB)中目级别分类相对应。本研究获得的芽单胞菌MAGs扩展了芽单胞菌的生物多样性。本研究进一步选取245个完整度大于80%、污染度小于5%的高质量芽单胞菌MAGs,使用公共和自建数据库进行代谢注释,挖掘了芽单孢菌的代谢潜力。结果表明,芽单胞菌能够参与海洋环境中关键的生物地球化学循环过程。在氮代谢方面,四个分组的氮还原代谢潜力均很高,但是都无法进行完整的反硝化过程;在硫代谢方面,Group3的硫还原代谢潜力高于其它分组;在有机碳代谢方面,芽单胞菌可以编码多种碳水化合物活性酶和肽酶,其中Group1中活性酶种类最少。芽单胞菌MAGs还含有多种以萜类为代表的次级代谢产物基因簇,对微生物群落在海洋中的生存和适应性至关重要。另外病毒Maternal immune activation与芽单胞菌宿主之间联系紧密,可以通过辅助代谢基因影响芽单胞菌的代谢过程,进而使病毒间接对海洋生物地球化学循环过程产生影响。综上所述,本文开拓性地对多种海洋环境中研究较少的芽单胞菌进行了宏基因组学分析,深入探究了该菌的分布特点、系统发育多样性和新陈代谢潜力,以其与宿主之间的紧密联系,研究结果有助于加深对海洋环境中特殊微生物群体的认识,并为阐明海洋微生物在生物地球化学循环中的生态功能提供了新思路和分析方法。