利用核心基因比較評價細菌域高等級分類階元的關系.pdf

1、目前，國際上公認和普遍采用的原核生物分類系統(tǒng)是根據(jù)16S rRNA序列同源性建立的系統(tǒng)發(fā)育體系。在當前的分類系統(tǒng)中，高等級分類階元的界定尚無明確標準，主要依據(jù)其能否在16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育樹中形成獨立分枝。然而隨著新物種的發(fā)現(xiàn)及研究的深入，僅根據(jù)16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育分析結果，當前細菌域多個高等級分類階元間的關系無法準確界定。大規(guī)?；蚪M測序的完成及系統(tǒng)發(fā)育基因組學研究方法的出現(xiàn)，為從新的角度進行細菌域系統(tǒng)學的研究提供了前所未有的機

2、會。因此，在基因組水平尋找新的具有分類學意義的系統(tǒng)發(fā)育標記分子，同時利用系統(tǒng)發(fā)育基因組學的研究策略，重建更能反應細菌域自然進化關系的分類體系是當前細菌系統(tǒng)學發(fā)展的必然要求。
　　本研究通過篩選細菌基因組內206個核心基因編碼蛋白，得到域水平系統(tǒng)發(fā)育標記分子56個，門水平標記分子108個。其中，近半數(shù)的標記分子為核糖體蛋白?？紤]到該類蛋白質分子間相互作用，并與rRNA共同構成核糖體，且已有研究表明，該類蛋白分子與rRNA進化相關，甚

3、至可以反映基因組的進化，因此，本研究將核糖體蛋白與篩選得到的其他核心蛋白分別作為一個整體用于系統(tǒng)發(fā)育分析。同時，將該結果與基于16S rRNA構建的系統(tǒng)發(fā)育樹相比較，探討當前細菌域高等級分類階元之間的系統(tǒng)發(fā)育關系。
　　系統(tǒng)發(fā)育分析結果顯示，基于核糖體蛋白和其他核心蛋白構建的細菌域高等級分類階元間的關系與當前細菌域分類系統(tǒng)基本一致，且系統(tǒng)發(fā)育樹各節(jié)點有高自薦值支持，拓撲結構穩(wěn)定，受不同分析方法影響較小。而基于16S rRNA構建的

4、系統(tǒng)發(fā)育樹局部拓撲結構高度不穩(wěn)定，因此，無法推導出相應分枝處高等級分類階元間可靠的系統(tǒng)發(fā)育關系。核心蛋白系統(tǒng)發(fā)育組學方法的應用，為細菌域高等級分類階元間關系的確定提供重要依據(jù)，其優(yōu)勢在物種多樣性豐富的放線菌門、變形桿菌門和厚壁菌門中表現(xiàn)尤為突出。
　　作為傳統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)育分析方法的重要補充，特征序列研究在細菌進化中表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。本研究發(fā)現(xiàn)了α-變形桿菌綱、擬桿菌門、綠屈擾菌門的特征性插入/缺失序列（indel序列），為相應類群