公告/发布日期:2003/11/10

mile米乐集团 发现一种未知的橙色宝石单胞菌菌株,该菌株在生命之初就发生了分化

-日本首个新“门”认证-

积分

  • 废水处理系统中发现的系统性新型细菌
  • 明确该菌株在“门”水平上被划分为一个新的系统发育类群,并提出并认证了以该菌株为代表的新“门”
  • 这样一个新“门”的提出和认证在日本尚属首次,从全球角度来看也是极其重要和罕见的发现。

摘要

米乐m6官方网站[所长吉川博之](以下简称“AIST”)生物功能工程研究部[所长栗山浩]的研究人员花田聪和关口雄二成功地从废水处理系统中系统地分离出了一种全新的细菌。基于其新颖性,该新菌株被归类为新属新种橙色宝石单胞菌16S rRNA基因序列的详细系统发育分析表明它与任何现有细菌没有密切关系。门(”级别的新系统发育群。根据系统发育分析结果,该菌株为代表的一个新门宝石物理。十一月国际微生物系统进化杂志提出(国际系统与进化微生物学杂志)并获得认证(2003 年 7 月)。这个新门是细菌中的第24门。这是日本首次在细菌系统中提出并认识到这样一个新的门。

橙色宝石藻的超薄切片电子显微照片

图1橙色宝石单胞菌的超薄切片电子显微照片(棒 = 05μm)


研究背景

 迄今为止,已认识到存在6000多种细菌,并将它们系统地分为20多个门。这种细菌系统发育分类系统是基于从环境中分离培养菌株并对其真菌学特性进行分析比较的结果而建立的。近年来,通过针对环境中微生物所含的16S rRNA基因序列来直接分析细菌多样性的方法已变得流行。这种“环境细菌菌群多样性的独立于培养的分析”表明,细菌多样性甚至比目前已知的还要多,分类门的数量预计将增加一倍以上。这表明环境中存在许多尚未成功分离培养的未知菌株,其系统发育进化变异也较大。针对这些建议,寻找环境中未知的细菌菌株已成为一个重要问题,目的是充分阐明目前仍仅部分了解的细菌多样性。

研究历史

 产业技术研究院生物功能工学研究部多年来一直致力于以16S核糖体RNA的系统发育分析为中心的“构建微生物快速鉴定和分类系统”,以及以废水处理系统中的活性污泥等人工环境和温泉、海底火山、地下深处等自然极端环境为隔离源的“未知菌株的综合检索”。结果,包括与其他研究机构的联合研究,我们成功分离出60多个系统新菌株,并利用我们构建的“微生物快速鉴定和分类系统”,我们能够快速阐明这些分离菌株的真菌学特性。许多系统发育上新颖的分离株不仅具有与常规菌株不同的生理特性,而且还具有极其新颖的功能。迄今为止(在大约四年半的时间里),其中 19 种细菌菌株已被提议并接受为新属或新种。成为日本第一个“Shinmon”提案的标准菌株橙色宝石单胞菌也是此类研究中发现的一个分离菌株。

研究内容

○ 新分离菌株的分离培养和独特的系统发育位置

 对于菌株的分离和培养,通常采用使用琼脂培养基的培养方法,但在这种情况下,研究对象往往是菌落出现较早的菌株。这种新分离的菌株是使用一种新方法从废水处理系统的活性污泥中分离出来的,该方法选择生长速度较慢(正确的是,菌落出现较慢)的菌株,这些菌株在比传统方法更长的培养时间(超过 2 周)后出现。新分离的菌株的细胞直径为07微米(1微米:百万分之一米),长度约为25-32微米,是通过氧呼吸生长的菌株[图1]。然而,基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明,它与现有菌株的序列同源性较低,系统发育距离很远。然而,从“非培养环境微生物群多样性分析”获得的16S rRNA基因序列(环境克隆序列)在内的详细分析,发现了该菌株候选部门(=候选门) 很明显,它系统地属于 BD [图 2]。这个候选部门BD是仅根据环境克隆序列提出的推定分类群(门),由在深海底泥、淡水湖泊、土壤和活性污泥等各种环境中检测到的 101 个物种组成。

 该菌株属于这个“假定的分类单元”候选部门BD中第一个成功分离的菌株,可以说是极其重要的,因为它可以提供关于该菌株的生理、生化和形态学知识,其真菌学特性除了系统发育之外是完全未知的。

 由于这些系统发育的特殊性,该菌株已被归类为一个全新的分类门(宝石物理。十一月)、橙色宝石单胞菌一代和sp。十一月国际微生物系统进化杂志 (国际系统与进化微生物学杂志) 提出并接受上述。这是国际原核系统学委员会(ICSP),负责监督包括细菌在内的所有原核生物的系统发育分类。国际原核生物系统学委员会)'' 表示主要提案已获得批准。这是日本首次在细菌系统中提出并接受这样的新门。

基于 16S rDNA 序列的所有金毛单胞菌细菌内的关系图

图 2 基于 16S rDNA 序列橙色宝石藻的所有细菌之间的亲缘关系。分支越近,它们的关系就越密切。每个系统发育群(门)的白框表示仅由环境克隆组成的系统发育群(即,不包括分离和培养菌株的“推定分类门”)。 (点击图片可查看放大图片)

未来计划

 该菌株是根据“独立于培养的环境微生物群多样性分析”预测的“推定分类单元”候选部门BD中成功分离的第一株菌株该菌株仅具有有关其系统发育和分布的信息,其真菌学特性根本尚未阐明。然而,该菌株的分离提供了有关该未知分类群的生理、生化和形态学信息。尽管已知它们存在于环境中,但仍有许多细菌的真菌学特性尚未完全阐明。为了获得它们的生理、生化和形态信息,必须使用称为“分离培养”的方法获得分离菌株。既然我们知道,通过对传统的分离培养方法进行微小的修改,就可以大大扩展获得新微生物的可能性,我们愿意继续努力,从新的角度开发分离培养方法,从环境中获得未知的微生物。我们还希望这些稳步的努力能够彻底阐明微生物多样性,而目前人们对微生物多样性的了解还只是部分。



术语解释

◆16S rRNA基因序列
这是编码核糖体(细胞中的细胞器)中包含的 RNA 链的基因序列,在细菌中,它是大约 1500 个碱基的序列。 16S rRNA基因序列存在于所有生物体中[在真核生物中称为18S rRNA基因],且进化速度相对较慢,因此被广泛用作分子钟来估计所有生物体的亲缘关系和系统发育距离(物种形成年龄)。[返回来源]
◆门(
与包括人类在内的真核生物的分类标准相比,被称为“门”的生物分类群是一个极其庞大的分类群,可与“节肢动物门(包括昆虫、虾和蟹)”和“脊索动物门(包括海鞘、鱼类、爬行动物和哺乳动物)”相媲美。作为细菌的分类标准,完整展示域细菌它是紧接其下的一个分类类别(域细菌),目前所有细菌都是宝石分为24个门,包括门。[返回来源]
◆环境克隆
为了了解微生物的组成,广泛使用的方法是分析环境中DNA本身所包含的基因的多样性。许多靶基因是前面提到的16S rRNA基因,所得的基因序列有时被称为“环境克隆”。据说这反映了环境中微生物的组成,但它包含大量信息表明微生物属于尚未分离和培养的“未知谱系”。[返回参考源]


联系我们

查询表