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 多姿多彩的海綿種類 

　　海綿為多孔動物們，學(xué)名Porifera，又稱作海綿動物門，分布于從潮間帶到深海、從熱帶海洋到南極冰海的廣泛區(qū)域內(nèi)，是一類最原始最低等的水生多細(xì)胞動物。海綿是目前備受矚目的研究對象之一，一方面因?yàn)楹＞d中蘊(yùn)藏著豐富的天然活性產(chǎn)物，具有巨大的潛在生物技術(shù)和藥用價(jià)值；另一方面海綿體內(nèi)存在著多樣性和高豐度的微生物群落，在地球生物圈碳、氮、硫循環(huán)方面發(fā)揮著重要作用。 

　　早在上個(gè)世紀(jì)70年代，研究人員就通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)海綿體內(nèi)存在著豐富的微生物，在某些海綿種類里，微生物總含量可占海綿組織體積的60%。隨著分子生態(tài)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，454焦磷酸測序等高通量手段應(yīng)用于海綿微生物群落結(jié)構(gòu)的分析，并促進(jìn)了對海綿體內(nèi)的微生物豐度和多樣性的認(rèn)識。相比較于對海綿微生物群落結(jié)構(gòu)的深刻認(rèn)識，由于大多數(shù)海綿共生菌都是未可培養(yǎng)的，基于基因組學(xué)方法的對海綿共生微生物共生機(jī)制的研究卻很少。 

　　海綿共生藍(lán)細(xì)菌“Candidatus Synechococcus spongiarum”由Usher等人于2004年首次發(fā)現(xiàn)并命名。隨后的研究表明該共生菌在海綿中分布廣泛，已經(jīng)于40種海綿中發(fā)現(xiàn)其16S rRNA基因序列，但至今未有關(guān)于其基因組數(shù)據(jù)的研究報(bào)道。王勇研究員課題組的高兆明博士通過454焦磷酸測序法獲取了紅海海綿Carteriospongia foliascens的微生物群落宏基因組數(shù)據(jù)，經(jīng)序列組裝后，利用最新的基于基因組覆蓋度和四核苷酸頻率（tetranucleotide frequency, TNF）多態(tài)性的基因組分揀技術(shù)，分選獲取了其共生藍(lán)細(xì)菌“Ca. Synechococcus spongiarum”的基因組草圖。研究組人員通過基因組水平的系統(tǒng)發(fā)育分析闡明了該海綿共生菌與自由生活的藍(lán)細(xì)菌菌株間的進(jìn)化差異。并進(jìn)一步通過與自由生活的Synechococcus屬藍(lán)細(xì)菌菌株基因組比較分析發(fā)現(xiàn)“Ca. Synechococcus spongiarum”基因組存在部分功能缺失，該共生藍(lán)細(xì)菌丟失了包括部分與光和系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗氧化能力、抗生素和環(huán)境毒性因子抗性相關(guān)基因以及甲硫氨酸合成關(guān)鍵基因。 

　　該研究結(jié)果表明，“Ca. Synechococcus spongiarum”為低光度適應(yīng)性的一種藍(lán)細(xì)菌，并接受溫和的海綿體內(nèi)環(huán)境的保護(hù)以抵抗環(huán)境壓力。 

　　該研究結(jié)果為海綿共生菌的基因組學(xué)研究提供了一種新的選擇思路。研究成果已發(fā)表于美國微生物學(xué)會（ASM，American Society for Microbiology）旗下期刊mBio（SCI IF=5.6）。 

　　論文信息： 

　　Zhao-Ming Gao, Yong Wang, Ren-Mao Tian，et al. 2014. Symbiotic adaptation drives genome streamlining of the cyanobacterial sponge symbiont “Candidatus Synechococcus spongiarum”. mBio 5(2): e00079-14. Doi: 10.1128/mBio.00079-14. 

　　http://mbio.asm.org/content/5/2/e00079-14.full 

 海綿共生藍(lán)細(xì)菌“Candidatus Synechococcus spongiarum”共生關(guān)系模式圖