Microbiome | 中山大學海洋科學學院：微生物對河口鹽梯度的適應性！

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微生物對鹽度的適應一直是微生物學領域的經典研究課題。微生物通過“salt-in鹽進”策略（涉及無機離子吸收）或“salt-out鹽析”策略（依賴相容性溶質）承受鹽度壓力。這些依據大多基於實驗室培養實驗，因此探索微生物在自然鹽度梯度中的適應機制對深入瞭解河口生態系統中微生物適應性至關重要。

2024年6月25日，學術期刊Microbiome發表中山大學海洋科學學院海洋生態學研究團隊謝偉教授通訊論文：Metagenomic insights into microbial adaptation to the salinity gradient of a typical short residence-time estuary。作者對從典型的亞熱帶短停留河口採集過濾地表水樣本進行宏基因組分析。根據鹽度將水體樣本分爲低鹽度、中鹽度和高鹽度宏基因組。研究結果強調了鹽度驅動的微生物羣落組成和功能變化。通過宏基因組分箱，作者重建了127 個細菌和古細菌宏基因組組裝基因組。這些MAGs 被歸類爲狹鹽性——指特定適用於低鹽度、中鹽度或高鹽度。那些不符合這一標準，對鹽度耐受範圍更廣，被歸類爲廣鹽性，基於機器學習的特徵選擇Boruta 算法，作者從狹鹽性細菌MAGs 中辨別出重要的基因組特徵:在 12,162個 COG 中，40 個被確定爲重要特徵，其中“無機離子轉運和代謝”COG 類別最爲突出。此外，八個 COG 與微生物滲透調節有關，其中四個與“鹽入”策略有關，三個與“鹽析”策略有關，一個與水通道活性調節有關。COG0168被註釋爲與“鹽入”策略相關的Trk-type K⁺轉運蛋白，被列爲最重要的特徵。在宏基因組、狹鹽性菌株和優勢放線菌門和變形菌門中，COG0168的相對丰度隨着鹽度的升高而增加。作者證明了鹽度對棲息在河口生態系統中的微生物羣落的分類和功能特徵都有影響。

Feature importances and relative abundances of selected COGs

參考文獻

Wu, Z., Li, M., Qu, L. et al. Metagenomic insights into microbial adaptation to the salinity gradient of a typical short residence-time estuary. Microbiome 12, 115 (2024). https://doi.org/10.1186/s40168-024-01817-w.

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