中大新聞網訊（通訊員熊麗娜）微生物是地球上數量眾多、形式多樣的生命形式。據推算，大約有1011-1012種微生物存在于地球的各個生物圈中。長久以來，我們對微生物世界的認知主要來源于基于平板分離法得到的純培養菌株，利用傳統培養法分離微生物至今的上百年，成千上萬種微生物得以分離，但截至目前，可培養微生物僅占總微生物的極少部分。隨著高通量測序技術的迅猛發展，基于宏基因組和單細胞基因組技術，借助生物信息學分析手段，研究人員從環境中發現了大量的未培養微生物，且很多都是生命之樹上的新分支。CSP1-3就是一類沒有純培養物且研究甚少的類群。
本研究從熱泉原始樣品的宏基因組數據中重構了CSP1-3類群的基因組，結合NCBI數據庫中的基因組，最終選取112條完整度大于80%，污染度小于5%的CSP1-3類群基因組進行分析。系統發育結果顯示，這112條基因組所代表的菌株屬于同一門，可劃分為5個不同的科，11個屬和25個種（圖1）。這些基因組所代表的菌株廣泛分布于世界各地，土壤和熱泉是適合該類群生存的生境（圖1）。基因組分析結果顯示，該門類群的菌株是兼性厭氧微生物，能通過還原性甘氨酸途徑（RGP）、卡爾文循環（CBB）和伍德-永達爾通路（WLP）進行碳固定實現自養生長，氫化酶的存在及硫化物的氧化是自養生長過程中主要的能量來源（圖2）。采用自養培養基在厭氧條件下對CSP1-3類群進行富集，熒光原位雜交（FISH）實驗及擴增子結果顯示，CSP1-3類群被成功富集且豐度有明顯的提高。同時，宏轉錄組及穩定同位素核酸探針（DNA-SIP）技術分析結果進一步證實了CSP1-3類群的化能自養功能（圖3）。進化分析表明，CSP1-3類群的祖先能通過RGP進行自養生長并產生乙酸，且該功能在該門類群之間進行垂直傳遞，而CBB、WLP和反硝化功能則是通過不同的水平基因轉移事件獲得（圖4）。最終，本研究將該門類群命名為中大微菌門（Sysuimicrobiota phy. nov.）。該研究通過多組學技術和富集培養手段，系統深入地探究了中大微菌門的多樣性，空間分布格局，參與的生態功能角色和進化歷史，拓展了對未培養細菌的認知，完善了熱泉微生物生態功能過程理論，也為極端環境微生物新資源的挖掘提供了一種可能的思路和策略。
在科學探索的無垠征程中，中山大學生命科學學院李文均教授科研團隊再次取得了令人矚目的突破性成果。這個細菌門類被賦予了一個飽含敬意與榮耀的名字—中大微菌門（Sysuimicrobiota）。這一名稱源自中山大學的英文縮寫“SYSU”，以中山大學命名的細菌新門中大微菌門（Sysuimicrobiota）不僅是微生物學領域的重要發現，更是中山大學科研實力的象征。它反映了學校堅持“見微知著”的科學精神，通過微小生命的探索，揭示更廣泛的自然規律與生態奧秘。中山大學生命科學學院為正值百年校慶的中山大學獻上了一份意義非凡、獨具匠心的厚禮。
該成果以題為“Insights into chemoautotrophic traits of a prevalent bacterial phylum CSP1-3, herein Sysuimicrobiota”的論文發表在《National Science Review》學術期刊上。我校生命科學學院博士后劉蘭為本論文的第一作者，李文均教授和焦建宇副研究員為共同通訊作者。我院連政漢、呂愛萍、李蒙蒙、譚莎、羅振豪、袁洋、明語真、歐陽玉婷、劉澤濤、胡超建、陳瑛，印度國家農業食品生物技術研究所Nimaichand Salam，天津大學張堅超副研究員，廣東省科學院生態環境與土壤研究所孫蔚旻研究員，中國科學院新疆生態與地理研究所高磊博士，中國科學技術大學花正雙教授、李昱嫻博士后，華南師范大學束文圣教授及內華達大學拉斯維加斯分校Brian P. Hedlund教授為本文的共同作者。該研究得到了國家自然科學基金和國家科技基礎資源調查計劃等項目的資助。
論文鏈接：https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwae378/7833572
