典型冶金微生物Acidiphilium的比较基因组研究

Comparative genomics study of the typical bacteria Acidiphilium in biohydrometallurgy system

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摘要酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)是一种寡营养、低pH以及富含重金属离子的极端酸性生境.该生境中含有大量的嗜酸、耐酸微生物,是系统中碳、氮和硫等物质循环的主要驱动者.Acidiphilium属菌株为兼性异养微生物,在AMD生境中丰度小于 1%,但其与优势物种Acidibacillus经常表现出伴生关系,这说明Acidiphilium属在该系统中可能具有特殊的生态功能.为了探讨Acidiphilium属的生态功能和角色,从极端酸性环境中筛选到Aci-diphilium属的菌 1 株,经 16S rDNA和ANI比对,命名为Acidiphilium cryptum Acc2.Acidiphilium cryptum Acc2 基因组含有 1066 个蛋白编码基因,序列总长为 4917178 bp,均高于该属其他菌的基因大小.Acidiphilium属泛基因组是开放的,共含有 47242 个蛋白编码基因,699 个蛋白编码基因(1.48%)被鉴定为核心基因,可变基因共有 33457个蛋白编码基因,占70.82%,2705 个蛋白编码基因是特有基因,占5.73%.其重金属抗性基因的Ka/Ks值95.5%以上均低于 1,具有较强的纯化选择.Acidiphilium属基因组中基因之间的流动和交换频率相对其他物种更高,对菌株的进化和环境适应能力具有较大的正向影响.阐明了Acidiphilium属基因组进化和基因水平转移的规律,揭示了其环境适应性进化机制.