Функционален геномен анализ на некултивиран δ-протеобактериум в гъбата cymbastela
Субекти
Обобщение
Морските гъби са древни, приседнали, филтриращи метазони и представляват важен компонент на бентосните общности по света. Гъбите съдържат забележително разнообразие от бактерии, но малко се знае за функционалните свойства на такива бактериални симбионти. В това изследване представяме геномната и функционална характеристика на некултивирана δ-протеобактерия, свързана с гъбата Cymbastela koncentrica. Ние показваме, че този организъм представлява нова филогенетична клада и предлагаме той да живее заедно с цианобактерия. Ние също така предоставяме общ преглед на прогнозираните функционални и екологични свойства на тази δ-протеобактерия и обсъждаме нейните сложни взаимодействия с околните клетки и околната среда, включително чертите на прикрепване на клетките, транспорта на хранителни вещества и протеиновите протеинови взаимодействия.
Въведение
материали и методи
Филогенетичен анализ
Първоначалната таксономична класификация на протеинобактериалната 16S рРНК генна последователност беше проведена с помощта на алгоритъма на Байесов класификатор с предварително определени параметри в проекта за рибозомна база данни (Wang et al., 2007; Cole et al., 2009). Най-близките съседни последователности (както за некултивирани, така и за изолирани представители) на rS-протеобактериалната 16S генна последователност бяха извлечени от Ribosomal Database Project версия 10 с помощта на функцията seqmatch и след това подравнени с помощта на SINA web aligner (Pruesse et al., 2007). Изградено е филогенетично дърво, използващо алгоритъма за максимална вероятност с 16S rRNA генни последователности с пълна дължина (> 1200 nt) в софтуерния пакет ARB (Ludwig et al., 2004). За да се избегне използването на силно променливи региони за сравнения, бяха използвани маска за позиционна променливост на отбор (pos_var_Bacterias_94) и специфична за потребителя крайна маска, което доведе до сравнението на 1178 нуклеотида в дървесната конструкция. Необразован евриархеот. (Genbank Accession: AB077227) е използван като външна група при изграждането на дървото.
Геномна и сравнителна геномна реконструкция.
Частичният геном на протеобактериалните видове е реконструиран чрез обединяване на данни за секвениране на пушки от бактериалната общност на гъбата C. koncentrica (Thomas et al., 2010). Клъстерирането на скелета с последователност> 20 kb се извършва съгласно модификация на стратегията, описана от Woyke et al. (2006) и Thomas et al. (2010) и е описана по-подробно в Допълнителната информация.
Локализация на δ-протеобактериум
Проби от морската гъба на C. koncentrica са събрани в залива Ботани, близо до остров Баре, Сидни, Австралия (S 33.59.461; E 151.13.946) през август 2009 г. След събирането тъканта на C. koncentrica е изплакната с калций и без магнезий. морска вода (25 g NaCl, 0,8 g KCl, 1 g Na2SO4, 0,04 g NaHCO3 на 1 L) и незабавно прехвърлени в 15% разтвор на захароза. Пробите бяха прехвърлени обратно в лабораторията върху лед в рамките на 1 час. Извършва се флуоресцентна in situ хибридизация (FISH), както е описано в допълнителната информация с валидирани сонди, насочени към бактерии като цяло и специфично към δ-протеобактерии.
Резултати и дискусии
Нова актер-протеобактериална клада от свързани с гъба бактерии
Дърво с максимална вероятност на 16S rRNA генната последователност на δ-протеобактериум от C. koncentrica и сродни организми. Дървото е построено върху 1178 нуклеотида от гена 16S rRNA. Необразован евриархеот. (AB077227) е използван като външна група за анализ (не е показан в дървото). Скалата показва 0,1 нуклеотидни промени (10%) на нуклеотидна позиция. U, необразован; Аз, изолациите.
Изображение в пълен размер
Асоциираната с гъба група проте-протеобактерии също се отличава от родовете Desulfuromonas и Bacteriovorax, с нива на дивергенция съответно 24% и 30%. Родът Desulfuromonas съдържа водни видове, за които е известно, че растат анаеробно чрез окисление на ацетат с едновременно намаляване на елементарна сяра или Fe (III) (Pfennig and Biebl, 1976). Видовете бактериоворакс паразитизират върху други грам-отрицателни бактерии и имат силно подвижна, свободно живееща извънклетъчна фаза, през която търсят нови гостоприемници. Фенотипните характеристики на този род са идентични с тези на Bdellovibrio и Bacteriovorax наскоро беше прекласифициран като отделен род въз основа на филогенията, основан на 16S рРНК гена (Baer et al., 2000, 2004).