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李越中教授团队在微生物组研究领域取得新进展

发布日期:2020年09月18日 15:33 点击次数:

[本站讯]9月16日,山东大学微生物技术国家重点实验室(微生物技术研究院)李越中教授团队在微生物领域著名期刊Microbiome杂志上在线发表题为“Estimate of the sequenced proportion of the global prokaryotic genome”的研究论文。山东大学微生物技术国家重点实验室为该论文第一完成单位,山东大学微生物技术国家重点实验室张正副研究员和博士生王家宁为本文并列第一作者,李越中教授和张正副研究员为本文共同通讯作者。

基因组测序提供了描绘原核生物进化和功能多样性的蓝图。自从1995年第一个完整的细菌基因组发布以来,原核生物的测序速度随着技术发展和成本降低而飞速上升,目前在公共数据库中可用的细菌和古菌基因组已超过20万个。然而,对于地球上有多大比例的原核生物已经被测序了基因组这个基本问题,目前却仍不清楚。该研究通过对地球微生物组计划数据和公共数据库中原核生物基因组信息的大规模比对,首次给出了答案。

作者发现,在来自全球各类生境的1万个样品中,原核生物已知基因组信息的细胞或类群占比的中位数已经分别达到38.1%(16.4%-86.3%)和18.8%(9.1%-52.6%)。这意味着,目前地球上主要原核生物群落的基因组测序比例已经达到了较高水平。并且,原核生物群落基因组测序比例与其α多样性显著负相关,来自宿主依赖类环境的群落显著高于来自自由生活类环境的群落。同时,作者还发现,由于生活于多个群落的广布类群已知基因组信息的程度更高,而大量稀有类群的测序比例仍很低,目前全球原核生物类群整体上的基因组测序比例实际上仅有2.1%。少数高丰度的优势类群占据群落主体,其基因组测序比例也远高于种类众多的稀有类群。

该研究结果全景展示了地球上各类生境和各分类群中原核生物的基因组测序现状。一方面,揭示出超过二十年的测序数据积累已使多数原核生物群落的基因组测序比例达到了较高水平,这将促进未来对各类生境中原核生物生态功能的理解。另一方面,也确定了原核生物基因组测序目前仍集中于少数广布类群和高丰度类群,而对于大量稀有类群基因组信息的了解尚非常有限,这将有助于在未来更加合理高效的挖掘基因组资源。

全球各类生境中原核生物群落的基因组测序比例

山东大学李越中教授领衔的研究团队长期从事药源微生物相关的基础和应用基础研究,近两年部分研究工作发表在mSystems(2020,10.1128/mSystems.00412-20)、Environ Microbiol(2019,10.1111/1462-2920.14817;2018,10.1111/1462-2920.14282)、Comput Struct Biotec(2020,10.1016/j.csbj.2020.06.003)、Microb Biotechnol(2019,10.1111/1751-7915.13421)等微生物学领域的国际知名杂志上。

该研究工作由山东大学微生物技术国家重点实验室、山东大学苏州研究院等单位合作完成,得到了国家重点研发计划、国家科技基础资源调查专项、中国博士后科学基金特别资助及山东大学特别资助类博士后等项目的支持。

文章链接

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00903-z

视频摘要

https://watch.wibbitz.com/preview/?id=b5cf250363a52433baa5e8783fa07cf03&next=none


【供稿单位:微生物研究院    作者:张正 王家宁    编辑:新闻网工作室    责任编辑:马海婷 张丹丹  】

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