近日,中山大學教授李文均團隊在荒漠特殊生境微生物暗物質資源研究方面取得重要進展。相關成果發表于npj Biofilms and Microbiomes。
論文第一作者、中山大學-嘉應學院聯合基地博士后李帥表示,荒漠約占全球陸地總面積的1/3,是地球上面積最大、研究最不充分的生境之一,同時也是地球微生物多樣性的重要寶庫。對荒漠生態系統的微生物多樣性、組成和功能進行剖析,將有助于了解旱地生命帶來的全球變化、威脅與機遇。
該研究以挖掘沙漠土壤微生物暗物質為例,提出了一種融合了培養組學和宏基因組學方法(全長16S rRNA擴增子和鳥槍法測序)的多組學研究策略,即基于培養組的宏基因組學(CBM)。研究結果表明,將高分辨率的CBM方法與直接宏基因組測序相結合,能夠深入剖析和挖掘沙漠土壤中的微生物暗物質資源。
論文共同通訊作者李文均表示,盡管基于直接宏基因組學測序或培養組學的微生物組學研究不斷取得令人振奮的重要發現,但這兩種技術目前仍存在諸多局限性。在此之前,尚未有結合培養組學和培養富集宏基因組測序兩種方法對沙漠微生物組進行挖掘的研究報道。
作為一種整合的多組學研究策略,CBM能夠通過提高ASVs和高/中質量MAGs的恢復率,極大提高沙漠土壤微生物組的分類和功能分辨率,并且重要的是它能在宏基因組測序結果的指導下對感興趣的微生物進行恢復性分離。得益于物種水平的分析,研究還揭示了沙漠土壤中尚未被充分開發的細菌新資源的巨大潛力。
此外,多重條件組合下的培養組學實驗結果為分離沙漠土壤中某些特殊或新的細菌類群也提供了重要參考。有了這些數據,我們能更好地了解沙漠微生物的群落組成和分布、微生物之間的相互作用、環境適應機制以及物種基因庫。
“基于培養組的宏基因組學,為深入認識和挖掘微生物組樣本中的暗物質資源提供了一個新的視角,尤其是那些來自于極端或特殊生境的樣本。”李文均說。
相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41522-023-00439-8
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