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摘要超深渊海沟代表了地球上最深的区域，异养微生物如α-变形杆菌（Alphaproteobacteria）、γ-变形杆菌（Gammaproteobacteria）、海微菌（Marinimicrobia）和拟杆菌（Bacteroidetes）在超深渊环境中具有很高的丰度，但是我们对它们的基因组特征及其对深渊环境的适应机制知之甚少。本文利用单细胞基因组技术从马里亚纳海沟“挑战者深渊”超深渊层海水样本中获得了几种典型的异养微生物——玫瑰杆菌(Roseobacter)、交替单胞菌(Alteromonas)、海微菌（Marinimicrobia）、极地杆菌（Polaribacter）以及达达菌（Dadabacteria）的单细胞基因组(Single-Amplified Genomes，SAGs)。结合公共数据库中的参考基因组序列，分析了其系统发育关系，并通过比较基因组分析，研究了超深渊异养微生物对深渊环境的适应机制。结果显示:<br>　　针对超深渊玫瑰杆菌和交替单胞菌SAGs核心基因的系统发育分析表明它们与浅海来源的基因组具有较高的同源性，但宏基因组招募的结果却显示它们在超深渊区域的丰度大于上层海洋。超深渊SAGs与浅海参比基因组的比较基因组学分析表明，转座组（转座子和前噬菌体）相关基因在超深渊玫瑰杆菌和交替单胞菌独有基因中的占比远高于其在所有基因中的占比;并且在玫瑰杆菌基因组中这类基因编码的功能蛋白也比其他功能蛋白家族表现出更高的氨基酸序列变异性。我们还发现参与生物合成细胞壁/膜/包膜、转录调控和金属转运的基因可能对这两类异养细菌适应深渊环境起到重要作用。<br>　　与超深渊玫瑰杆菌和交替单胞菌不同，系统发育分析表明与超深渊海微菌和达达菌SAGs具有较高同源性的参比基因组均来自超深渊。同时，本研究所获得的极地杆菌SAG是目前唯一的从超深渊海沟获得的极地杆菌基因组，系统发育分析表明该SAG在超深渊环境中进化形成了一个独立的分支。基因组注释显示超深渊海微菌、极地杆菌和达达菌SAGs中编码多种肽酶以及肽聚糖裂解酶。与系统发育关系最近的上层海洋参比基因组相比，生物合成多种氨基酸和基因重组相关基因、细胞表面修饰相关基因以及转录调控相关的基因分别在超深渊海微菌、极地杆菌和达达菌SAG中更加丰富。<br>　　综上，这些研究结果暗示超深渊异养微生物对其基因组中细胞表面相关蛋白和转运蛋白基因的修饰可能是它们适应超深渊环境的重要方式，而转录调控和转座组介导的基因重组可能是推动这一过程的关键。同时在这些异养细菌基因组中检测到了肽酶和碳水化合物水解酶，暗示它们具有在超深渊环境中降解有机物的潜力。