放線菌作為人類生產和生活極為密切的微生物類群，其強大的代謝活性為人們所共識。目前對可培養放線菌資源和次級代謝產物等相關領域的研究較多，但對放線菌生命暗物質的研究相對匱乏。對于放線菌生命暗物質的研究，將為人們打開另一扇放線菌知識的大門，幫助人們揭開放線菌生命暗物質的神秘面紗，同時對積累放線菌遺傳信息資源具有重要意義。
我校生命科學學院李文均教授課題組研究表明滇藏熱泉生態系統中蘊含著豐富的放線菌生命暗物質資源。該課題組通過宏基因組分箱技術獲得了15個來自熱泉的MAGs（Metagenome-Assembled Genomes），結合公共數據庫的27個MAGs，首次依照命名法則對這些MAGs以層級命名的方式命名了放線菌三個未培養新綱（Ca. Geothermincolia、Ca. Humimicrobiia和Ca. Aquicultoria），且其拉丁名稱得到IJSEM的Nomenclature Reviewers/List 編輯Aharon Oren教授的認可（圖1）。
圖1 具有WLP的三個放線菌新綱
值得注意的是，WLP固碳通路在放線菌三個新綱類群的發現，刷新了放線菌功能多樣性的認知；同時，作者發現氫酶和產乙酸相關基因普遍存在于放線菌的三個新綱中，因此推測放線菌門類存在可能的同型產乙酸功能（圖2），并通過富集實驗證據展現了放線菌同型產乙酸功能的可能性。此外，作者通過系統進化分析，表明這種H2依賴的WLP固碳方式不存在與這三個綱的共同祖先，應該屬于后期進化獲得的（圖3）。
圖2 三個放線菌新綱的代謝通路圖
圖3 放線菌門H2依賴的WLP固碳方式的進化歷史
該研究首次提出放線菌三個新綱類群可能具有同型產乙酸功能，刷新了放線菌功能多樣性的認知；作者通過進化分析，在展現放線菌氫依賴的WLP進化歷史的同時，揭示了放線菌在WLP進化歷史的重要性。該研究對放線菌生命暗物質的研究打開了另一個充滿驚喜的“魔術盒”，讓我們了解到放線菌的奇妙之處不只在次級代謝產物多樣性上，其在生態功能和WLP進化歷史中也起著重要作用。對于科研工作者而言，此工作僅是進一步探索放線菌生命暗物質生態功能和進化機制的開始。
該成果在國際知名學術期刊The ISME Journal上發表題為“Insight into the function and evolution of Wood-Ljungdahl pathway in Actinobacteria”的學術論文。我校生命科學學院焦建宇博士后為本文第一作者，農業農村部沼氣科學研究所符力博士為本文第二作者，我校生命科學學院李文均教授和農業農村部沼氣科學研究所承磊研究員為共同通訊作者。中國科學技術大學花正雙研究員、我校生命科學學院劉蘭博士后、Salam Nimaichand博士（特聘副研究員）、鮮文東博士后、周恩民博士后（現為云南大學助理研究員）、房保柱博士（特聘副研究員，現為中科院新疆生態與地理研究所副研究員）、中國地質大學（武漢）吳耿副教授、蔣宏忱教授、農業農村部沼氣科學研究所劉鵬飛博士、耶路撒冷希伯來大學Aharon Oren教授、內華達大學拉斯維加斯分校Brian P. Hedlund教授和加州大學圣地亞哥分校諸奇赟博士、Rob Knight教授為本文的共同作者。中山大學為該成果的第一完成單位。該研究工作得到國家自然科學基金“水圈微生物驅動地球元素循環的機制”重大研究計劃重點項目、國家自然科學基金面上項目和廣東省自然科學基金等項目的資助。
