通过比较基因组和进化基因组学分析发现:Aigarchaeota和Thaumarchaeota由共同祖先分化形成,其祖先早期共同生存于高温环境中,至今生存于高温热泉中的Thaumarchaeota与Aigarchaeota仍呈现较高的功能相似性。它们的共同祖先共享1154个基因家族,其数目甚至超过现存Aigarchaeota基因家族数目,表明二者祖先的高度相似性。广为人知的Thaumarchaeota早期并无氨氧化能力,而是后期于高温生境中进化所得,随后Thaumarchaeota扩散至海洋生境中,由于海洋生境中氮源的匮乏,因此Thaumarchaeota展现出独特的竞争优势,而被保留于海洋生境中,从而实现高温氨氧化古菌向中温环境的转变。
本研究通过重构未培养古菌类群Aigarchaeota基因组信息,揭示其潜在的代谢潜能及其遗传多样性获得机制,并结合数据库中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因组进行比较基因组学和进化基因组学分析,勾勒出这两个近缘支系的演化历史场景,指出古菌类群 Thaumarchaeota和Aigarchaeota的共同祖先起源于高温生境,频繁的水平基因转移极大地提升了两者对各自生境的适应性,该研究极大地促进了我们对古老且神秘的古菌支系的认知。
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