包括新西蘭農(nóng)業(yè)研究中心草原研究中心，美國能源部（DOE）聯(lián)合基因組研究所（JGI）等多地的科學(xué)家公布了迄今為止規(guī)模的靶向培養(yǎng)和測(cè)序項(xiàng)目之一： Hungate1000研究項(xiàng)目的最新成果，目前這一項(xiàng)目總共包含501個(gè)基因組——最新研究新產(chǎn)生410個(gè)基因組，另外91個(gè)基因組序列來自其它已經(jīng)公開發(fā)表的研究。
這一成果公布在3月19日的Nature Biotechnology雜志上。
瘤胃微生物學(xué)
反芻動(dòng)物如牛，綿羊和山羊由于瘤胃中存在共生微生物，因此它們的消化道可以將木質(zhì)纖維素植物物質(zhì)轉(zhuǎn)化為提供營養(yǎng)的短鏈脂肪酸。這些瘤胃微生物幫助反芻動(dòng)物分解食物并生產(chǎn)牛奶，肉類和羊毛，支持了全球超過10億人的生計(jì)和糧食安全。
了解瘤胃微生物群的多樣性和功能是開發(fā)技術(shù)和實(shí)踐的關(guān)鍵一步，這將有助于反芻動(dòng)物高效的全球食品生產(chǎn)，同時(shí)減少甲烷排放。另外，對(duì)于將植物原料轉(zhuǎn)化成生物燃料和生物產(chǎn)品的生物技術(shù)相關(guān)酶的研究，也具有重要意義。
“JGI是基因組序列研究領(lǐng)域的佼佼者，除了測(cè)序，數(shù)據(jù)處理和大型計(jì)算資源之外，JGI還利用自己重要的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)幫助填補(bǔ)了從序列到生物學(xué)之間的鴻溝，”JGI計(jì)算生物學(xué)家Rekha Seshadri說，他是該論文的第一作者。
“我們完成的Hungate基因組項(xiàng)目，為厭氧（尤其是瘤胃）微生物學(xué)提供了作為培養(yǎng)基礎(chǔ)的經(jīng)典微生物學(xué)，以及獨(dú)立于微生物培養(yǎng)的現(xiàn)代技術(shù)之間的聯(lián)系，DNA和RNA序列的綜合分析，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)也在瘤胃微生物學(xué)復(fù)雜性研究中發(fā)揮了重要作用。”
研究亮點(diǎn)
Hungate目錄菌屬水平代表了約75%的瘤胃細(xì)菌和古細(xì)菌，這項(xiàng)研究也評(píng)估瘤胃菌群的多糖降解、短鏈脂肪酸生成和甲烷生成通路，將特定分類群與功能相對(duì)應(yīng)。
此外，501個(gè)基因組中的336個(gè)存在于現(xiàn)有的瘤胃宏基因組數(shù)據(jù)集中，134個(gè)出現(xiàn)在人體腸道微生物組數(shù)據(jù)集。研究人員還發(fā)現(xiàn)瘤胃菌群富含參與維生素B12合成的基因，此外存在進(jìn)化中的基因丟失和潛在的垂直遺傳。
瘤胃微生物學(xué)資源
這篇論文的發(fā)表標(biāo)志著瘤胃微生物學(xué)和基因組序列的重大進(jìn)步，也使得Hungate 成為世界各地瘤胃微生物組研究的重要資源，將微生物基因組與瘤胃功能聯(lián)系了起來。
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