利用核心基因比較評(píng)價(jià)細(xì)菌域高等級(jí)分類階元的關(guān)系.pdf

1、目前，國(guó)際上公認(rèn)和普遍采用的原核生物分類系統(tǒng)是根據(jù)16S rRNA序列同源性建立的系統(tǒng)發(fā)育體系。在當(dāng)前的分類系統(tǒng)中，高等級(jí)分類階元的界定尚無(wú)明確標(biāo)準(zhǔn)，主要依據(jù)其能否在16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育樹中形成獨(dú)立分枝。然而隨著新物種的發(fā)現(xiàn)及研究的深入，僅根據(jù)16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果，當(dāng)前細(xì)菌域多個(gè)高等級(jí)分類階元間的關(guān)系無(wú)法準(zhǔn)確界定。大規(guī)模基因組測(cè)序的完成及系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)研究方法的出現(xiàn)，為從新的角度進(jìn)行細(xì)菌域系統(tǒng)學(xué)的研究提供了前所未有的機(jī)

2、會(huì)。因此，在基因組水平尋找新的具有分類學(xué)意義的系統(tǒng)發(fā)育標(biāo)記分子，同時(shí)利用系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)的研究策略，重建更能反應(yīng)細(xì)菌域自然進(jìn)化關(guān)系的分類體系是當(dāng)前細(xì)菌系統(tǒng)學(xué)發(fā)展的必然要求。
　　本研究通過篩選細(xì)菌基因組內(nèi)206個(gè)核心基因編碼蛋白，得到域水平系統(tǒng)發(fā)育標(biāo)記分子56個(gè)，門水平標(biāo)記分子108個(gè)。其中，近半數(shù)的標(biāo)記分子為核糖體蛋白?？紤]到該類蛋白質(zhì)分子間相互作用，并與rRNA共同構(gòu)成核糖體，且已有研究表明，該類蛋白分子與rRNA進(jìn)化相關(guān)，甚

3、至可以反映基因組的進(jìn)化，因此，本研究將核糖體蛋白與篩選得到的其他核心蛋白分別作為一個(gè)整體用于系統(tǒng)發(fā)育分析。同時(shí)，將該結(jié)果與基于16S rRNA構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹相比較，探討當(dāng)前細(xì)菌域高等級(jí)分類階元之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。
　　系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示，基于核糖體蛋白和其他核心蛋白構(gòu)建的細(xì)菌域高等級(jí)分類階元間的關(guān)系與當(dāng)前細(xì)菌域分類系統(tǒng)基本一致，且系統(tǒng)發(fā)育樹各節(jié)點(diǎn)有高自薦值支持，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受不同分析方法影響較小。而基于16S rRNA構(gòu)建的

4、系統(tǒng)發(fā)育樹局部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高度不穩(wěn)定，因此，無(wú)法推導(dǎo)出相應(yīng)分枝處高等級(jí)分類階元間可靠的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。核心蛋白系統(tǒng)發(fā)育組學(xué)方法的應(yīng)用，為細(xì)菌域高等級(jí)分類階元間關(guān)系的確定提供重要依據(jù)，其優(yōu)勢(shì)在物種多樣性豐富的放線菌門、變形桿菌門和厚壁菌門中表現(xiàn)尤為突出。
　　作為傳統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)育分析方法的重要補(bǔ)充，特征序列研究在細(xì)菌進(jìn)化中表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。本研究發(fā)現(xiàn)了α-變形桿菌綱、擬桿菌門、綠屈擾菌門的特征性插入/缺失序列（indel序列），為相應(yīng)類群