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生丝微杆菌目（Hyphomicrobiales）细菌的系统基因组学研究

生丝微杆菌目（Hyphomicrobiales）细菌的系统基因组学研究

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作者：郭亭妍烟台大学

学位级别：硕士

随着测序技术的进步和系统基因组学的发展,细菌系统分类学在方法和理论上都实现了质的飞跃,基因组序列信息已逐渐成为推断物种间关系的重要依据。Alphaproteobacterial的Hyphomicrobiales目前有效发表的有38科,153个属、923个种,其主要... 详细信息

随着测序技术的进步和系统基因组学的发展,细菌系统分类学在方法和理论上都实现了质的飞跃,基因组序列信息已逐渐成为推断物种间关系的重要依据。Alphaproteobacterial的Hyphomicrobiales目前有效发表的有38科,153个属、923个种,其主要基于16S r RNA基因的系统发育关系确立,而前期研究表明Hyphomicrobiales的部分菌株,其科、属级分类单元的系统发育关系在16S r RNA基因系统发育树和基因组进化树存在较大差异。本研究针对该目有全基因组的746个标准菌株16S r RNA基因序列的系统基因组学分析发现,少数科和属的系统发育关系为多系,需要进一步深入分析、科学修正。本研究基于构建的基因组分类数据库（GTDB）系统发育树及核心基因系统发育树、全基因组平均核苷酸一致度分析（ANI）、全基因组平均氨基酸一致度分析（AAI）,对Hyphomicrobiales目进行了深入分析,并进一步对非单系的9个科:Phyllobacteriaceae、Hyphomicrobiaceae、Brucellaceae、Salinarimonadaceae、Beijerinckiaceae、Methylocystaceae、Roseiarcaceae、Xanthobacteraceae、Parvibaculaceae,共21个属的106个种进行了重分类研究,共建议提出5个新科、13个新属。在科级分类单元,建议的新科有:（1）原Phyllobacteriaceae科9个属组成Aminobacteraceae;（2）原Phyllobacterium属的3个标准菌株（*** 1-3、*** LLAN61和*** ORS 1419）和原Brucellaceae科Brucella endophytica CGMC 1.15082组成Neophyllobacteriaceae;（3）原Phyllobacteriaceae科Salaquimonas pukyongi RR3-28被划分为Salaquimonaceae;（4）原Methylocystaceae科Methylopila属和Hansschlegelia属组成Methylopilaeceae;（5）原Roseiarcaceae科Rhodoblastus属,归类为Rhodoblastuaceae。此外,Phyllobacteriaceae科经过修订,原Phyllobacteriaceae科Oricola、Oceaniradius、Roseitalea属分离至Ahrensiaceae科,Pseudohoeflea属分离至Rhizobiaceae科;原Hyphomicrobiaceae科Prosthecomicrobium pneumaticum DSM 16268被重分类到Kaistiaceae科;原Beijerinckiaceae科标准菌株Pseudochelatococcus contaminans被重分类到Chelatococcaceae科。原Xanthobacteraceae科Labrys属归类为Phreatobacteraceae科。原Parvibaculaceae科Rhodoligotrophos属归类为Aestuariivirgaceae科。在属级分类单元,建议合并或提出的新属中,有效发表的9个属（原属于Phyllobacteraceae科现属于Aminobacteraceae科）为:（1）Manganibacter,（2）Ollibium,（3）Terribium,（4）Allomesorhizobium,（5）Kumtagia,（6）Neomesorhizobium,（7）Borborobacter,（8）Neoaquamicrobium,（9）Aerobium;未有效发表的属为:（10）Neophyllobacterium（原Phyllobacterium phragmitis 1-3、*** LLAN61）,（11）Allophyllobacterium（原Brucella endophytica CGMC 1.15082和Phyllobacterium leguminum ORS 1419）,（12）Neochelatococcus（Chelatococcus属3个标准菌株*** DSM 103737、*** DSM 18167和*** DSM 101465）;（13）Salinarimonadaceae（原Phyllobacteraceae科Salinarimonas soli BN140002）

关键词：系统基因组学生丝微杆菌目全基因组相关指数重分类

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链霉菌属系统发育基因组学及其比较系统发育分析

链霉菌属系统发育基因组学及其比较系统发育分析

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作者：王敏云南大学

学位级别：硕士

链霉菌是陆生微生物种群的主要组成部分,也是原核微生物中最大一个类群,物种多样性丰富。因其是多种生物活性代谢产物的主要来源,链霉菌属多年来一直是原核微生物资源研究和挖掘的重点类群。早期,因为专利的需求以及统一分类鉴定标准的... 详细信息

链霉菌是陆生微生物种群的主要组成部分,也是原核微生物中最大一个类群,物种多样性丰富。因其是多种生物活性代谢产物的主要来源,链霉菌属多年来一直是原核微生物资源研究和挖掘的重点类群。早期,因为专利的需求以及统一分类鉴定标准的缺失,大量链霉菌新物种被描述,直接导致了该类群物种过度分类的问题。由于链霉菌属的物种数量庞大和基因组的特殊性（基因组较大且次生代谢基因簇结构复杂）,现有的分析方法难以对其进行直系同源基因推断,进而导致无法获得该类群的基于Super Matrix的基因组系统发育树。为解决这一问题,本论文设计了一种新的直系同源基因推断算法—MGFinder。MGFinder算法基于直系同源基因概念的理论基础,利用网络分析方法,对链霉菌属现有的382个全基因组序列进行基因家族分析。经过可行性分析和一系列的参数测试调整,MGFinder可获得39个直系同源基因家族,有效的解决了链霉菌属基因组直系同源基因推断问题。基于推断的直系同源基因家族,对链霉菌属物种进行系统发育分析,从基因组的角度揭示了链霉菌属物种之间的系统进化关系。同时,综合全基因组相关指数（overall genome-related indexs,OGRIs）、系统发育与表型特征比较分析结果,根据国际原核生物命名法,29个链霉菌物种被建议重分类为后异质同种异名词（synonyms）,进一步的改善了链霉菌属过度分类的问题。链霉菌的形态发育是该类群的重要特征,因此研究其形态发育上的演化过程对于理解链霉菌的系统演化具有重要意义。本论文从形态发育相关基因出发,利用比较系统发育分析的方法,比较了形态发育基因的系统发育历史与基于基因组的物种系统发育历史,揭示了链霉菌属在形态发育上的演化历史及其与该类群物种的系统进化之间的关系。

关键词：链霉菌属系统发育基因组学直系同源基因推断全基因组相关指数形态发育比较系统发育分析

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