近期，中国科学技术大学环境科学与工程系在纳盐古菌的生态功能与适应性进化机制研究方面取得新进展，相关研究结果以“Functional differentiation determines the molecular basis of the symbiotic lifestyle of Ca. Nanohaloarchaeota”为题，于2022年10月14日在微生物生态学权威杂志Microbiome（DOI: 10.1186/s40168-022-01376-y）期刊发表。

纳盐古菌（Nanohaloarchaeota）是DPANN超门中的重要组成，其基因组精简，代谢能力有限，因而依赖与宿主共生生存。然而目前公共数据库中纳盐古菌基因组数目有限，缺乏对该类群生态功能和进化机制的深入研究。花正双教授课题组2022级博士研究生谢远国等采用宏基因组测序从新疆七角井盐湖盐结晶样品中重构了三个纳盐古菌新目基因组，并将其命名为Nucleotidisoterales。结合数据库中所有纳盐古菌基因组进行了全面的比较基因组学分析，研究发现：已知纳盐古菌具有糖原降解能力，可通过分解糖原为宿主提供葡萄糖从而促进其与宿主的互利共生；与已知纳盐古菌不同，Nucleotidisoterales 缺乏多糖代谢相关基因，而其编码完整的核苷酸回收和降解途径在已知类群中鲜有发现，表明该类群采用全新策略与宿主形成共生。此外，研究发现其潜在宿主嗜盐古菌（Halobacteria）也具有该通路的关键基因rbcL，结合生信分析发现嗜盐古菌的rbcL基因通过水平基因转移从纳盐古菌处获得，这表明DPANN古菌从宿主处获得生存所必需的营养的同时，也可以反向向宿主传递遗传物质以拓宽宿主的生态功能，从而促进二者之间的互利共生。该研究显著拓展了对纳盐古菌的物种多样性、生态功能以及适应性进化机制的认知。

该工作得到中国科学技术大学青年创新重点基金项目支持。

图1  Nucleotidisoterales的基础生态功能

论文连接：https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01376-y