Секвенирование метагенома и 768 микробных геномов из холодного просачивания в Южно-Китайском море

Научные данные, том 9, Номер статьи: 480 (2022) Цитировать эту статью

2057 Доступов

3 цитаты

5 Альтметрика

Подробности о метриках

Сообщества микробов холодного просачивания — это удивительные экосистемы на Земле, которые предоставляют уникальные модели для понимания стратегий жизни в различных глубоководных средах. В этом исследовании 23 метагенома были созданы из образцов, собранных в поле холодного просачивания Зоны F в Южно-Китайском море, включая морскую воду, находящуюся непосредственно над сообществами беспозвоночных, жидкости холодного просачивания, жидкости под сообществами беспозвоночных и толщу отложений вокруг дренажное отверстие. С помощью инструментов объединения мы получили в общей сложности 768 геномов, собранных в метагеном (MAG), которые, по оценкам, были завершены> на 60%. По оценкам, из MAG 61 был завершен >90%, а еще 105 - >80%. Филогеномный анализ выявил 597 бактериальных и 171 архейный MAG, из которых почти все были отдаленно связаны с известными культивируемыми изолятами. В 768 MAGs обильные бактерии на уровне типа включали Proteobacteria, Desulfobacterota, Bacteroidota, Patescibacteria и Chloroflexota, тогда как обильные археи включали Asgardarchaeota, Thermoplasmatota и Thermoproteota. Эти результаты предоставляют набор данных, доступный для дальнейшего изучения глубоководной микробной экологии.

Измерение(я)

метагеном, собранные геномы

Тип(ы) технологии

метагеномное секвенирование и биннинг генома

Характеристика образца – Организм

микроорганизм

Пример характеристики — окружающая среда

Морской биом холодного просачивания

Пример характеристики – Местоположение

Южно-Китайское море

Холодные просачивания представляют собой проявление миграции богатых метаном флюидов на морском дне из осадочных недр и поддерживают уникальные сообщества посредством хемосинтетических взаимодействий, подпитываемых1. Микроорганизмы, населяющие холодные выходы, преобразуют химическую энергию метана в продукты, которые поддерживают богатые донные сообщества вокруг утечек газа2. Использование методов секвенирования нового поколения значительно улучшило понимание микробиомов просачивания и продвинет микробную экологию от разнообразия моделей распределения микробов к стратегии адаптивного выживания в глубоководных средах.

Холодный выход на Участке F (также известный как хребет Формоза) является одним из активных холодных выходов на северо-восточном склоне Южно-Китайского моря (ЮКМ)3, где гидрат природного газа обнажился на морском дне и был покрыт хемосинтетическими слоями. сообщества, в основном состоящие из глубоководных мидий и галатеидных крабов4. Геохимические характеристики были проиллюстрированы обнаружением на месте с использованием разработанной системы рамановского зонда (RiP) и встроенных датчиков5,6,7. Горизонтальные и вертикальные изменения концентрации метана показали контрастные тенденции на полях от центра процветающих сообществ до окраин отложений6. В флюидах холодного просачивания не было обнаружено пиков комбинационного рассеяния CH4 или H2S, в то время как растворенный CH4 был обнаружен во флюидах под пышными хемосинтетическими сообществами, а профили поровой воды осадка, собранные вблизи холодного просачивания, характеризовались потерей SO42- и повышенным содержанием CH4. , пики H2S и HS−5,7. Поскольку микробные сообщества в глубоководных холодных просачиваниях часто формируются под воздействием геохимических компонентов фильтрационных растворов, в 2017 году мы собрали образцы с поля холодных просачиваний Зоны F, включая морскую воду, находящуюся непосредственно над сообществами беспозвоночных, холодные просачивающиеся жидкости, флюиды под сообществами беспозвоночных и толщей осадков вокруг выходного отверстия (рис. 1 и табл. 1). Метагеномы секвенировали с помощью платформы Illumina HiSeq X Ten, при этом каждый метагеном давал примерно от 52,7 до 80,6 Гбит/с чистых оснований (таблица 2). Кроме того, мы получили 768 геномов, собранных в метагеном (MAG) бактерий и архей окружающей среды, которые, по оценкам, были полны> 60% и загрязнены <20% (дополнительная таблица 1). По оценкам, из MAG 61 был завершен >90%, а еще 105 - >80%. Качественных МАГ было 59 (комплектность >90% и загрязненность <5%), что составило 7,68% от общего числа. Анаэробные метанотрофные археи (ANME), аэробные метанотрофные бактерии Mmethylococcales, сульфатредуцирующие Desulfobacterales, а также сульфидокисляющие Campylobacterales и Thiotrichales (дополнительная таблица 2) хорошо соответствуют наиболее благоприятному микробному метаболизму на метановых просачиваниях с точки зрения поступления субстрата. Между тем, филогеномный анализ показывает, что в этот набор черновых геномов входят весьма востребованные геномы, в которых отсутствуют культивируемые представители, такие как археи Bathyarchaeota (30), Aenigmarchaeota (29), Heimdallarchaeota (20) и Pacearchaeota (10), а также бактерии Patescibacteria ( 44), WOR-3 (23), Zixibacteria (13), Marinisomatota (12) и Eisenbacteria (6) и др. (рис. 2). Кроме того, существуют также некоторые потенциально новые типы, включая NPL-UPA2 (7), UBP15 (4), FCPU426 (2) и SM23–31 (2) и др. Все неизбыточные проекты геномов, собранных с помощью метагенома, описанные здесь, были депонированы в Национальный центр биотехнологической информации (NCBI). Мы надеемся, что эти данные предоставят ресурс для дальнейшего анализа, выступая в качестве эталона для крупномасштабной сравнительной геномики в пределах жизненно важных филогенетических групп во всем мире, а также позволят исследовать новые микробные метаболизмы.