河北大學王啟明團隊提出基于基因組水平的酵母菌屬級分類單元界定標準,并完成耳念珠菌分支...
河北大學王啟明團隊提出基于基因組水平的酵母菌屬級分類單元界定標準,并完成耳念珠菌分支(Candida auris clade)及其相關屬的重新劃分
包括酵母菌在內(nèi)的真菌的屬級分類單元的正確界定不僅對真菌系統(tǒng)學和生物多樣性研究具有重要意義,而且對生物進化研究及在其它領域的應用也有重要的影響。傳統(tǒng)的真菌的屬的定義主要基于表型特征。但是,酵母菌的表型特征稀少,依靠形態(tài)學特征進行界定往往存在局限。近年來單基因或多基因系統(tǒng)發(fā)育分析也被用來作為酵母菌屬的劃分依據(jù),但是仍然存在一些類群系統(tǒng)發(fā)育位置不確定和單系群分支劃分困難的問題。
本研究以釀酒酵母科(Saccharomycetaceae)為例,探討了多種基于基因組學的分類方法對于屬級分類單元劃分的適用性。通過系統(tǒng)基因組學分析、平均氨基酸一致性(average amino acid identity,AAI)、保守特征插入/缺失(the presence of conserved signature indels,CSIs)、保守性蛋白百分比(the percentage of conserved proteins,POCP)和同源基因存在-缺失模式(the presence-absence patterns of orthologs,PAPO)等方法,對釀酒酵母科中13個被廣泛接受的屬進行分析。結果表明80 ~ 92%的POCP值和60 ~ 70%的AAI值可作為釀酒酵母科內(nèi)屬級分類單元界定的有效閾值。此外,PAPO和CSIs分析中鑒定的屬內(nèi)特異性基因和氨基酸缺失可以作為釀酒酵母科中屬的劃分依據(jù)。本研究還根據(jù)以上分析結果,對Kazachstania、Nakaseomyces和Tetrapispora屬的劃分進行了修正,提出8個新屬和41個新組合。本研究結果為酵母菌和絲狀真菌中屬的界定提供了新的方法和標準。
耳念珠菌又稱為耳道假絲酵母(Candida auris),是一種新發(fā)的真菌病原體,目前約50個國家已報道數(shù)萬例相關感染病例。耳念珠菌通常具有多重耐藥、傳播性強和血流感染病死率高等特征,被稱為“超級真菌”。該種隸屬于梅奇酵母科(Metschnikowiaceae)的Candida auris分支,該分支包含多個多重耐藥臨床來源物種。臨床常見的很多念珠菌,例如,白念珠菌和光滑念珠菌,隸屬于德巴氏酵母菌科(Debaryomycetaceae)狹義假絲酵母屬(Candidasensu stricto)。處于不同進化分支的這兩類念珠菌具有不同的耐藥特性和其它生物學性狀。這意味著把它們劃歸在一個屬內(nèi)即不利于進化和遺傳研究,也不利用病原菌的臨床診斷和治療。
我們根據(jù)以上酵母菌屬級分類單元基因組水平界定標準對耳念分支及其近緣屬的分類地位進行了重新界定。我們把耳念分支的物種劃分在新建的Candidozyma屬,另外成立了12個新屬容納其它梅奇酵母科內(nèi)假絲酵母屬物種。
以上兩個研究成果以姊妹篇形式近期發(fā)表在Persoonia。河北大學生命科學學院2021級博士研究生劉菲作為以上兩篇論文第一作者,王啟明研究員為通訊作者。該研究獲得國家自然科學基金項目(31961133020、32370015、31770018)、中國科技部項目(2021FY100900)和河北大學高級人才培育項目(521000981388)的支持。
原文鏈接:
F. Liu, Z.-D. Hu, A. Yurkov, X.-H. Chen, W.-J. Bao, Q. Ma, W.-N. Zhao, S. Pan, X.-M. Zhao, J.-H. Liu, Q.-M. Wang*, T. Boekhout. Saccharomycetaceae: delineation of fungal genera based on phylogenomic analyses, genomic relatedness indices and genomics-based synapomorphies. Persoonia, 2024 (中科院一區(qū),JCR Q1,IF=9.5). https://www.ingentaconnect.com/contentone/nhn/pimj/2024/00000052/00000001/art00001
F. Liu, Z.-D. Hu, X.-M. Zhao, W.-N. Zhao, Z.-X. Feng, A. Yurkov, S. Alwasel, T. Boekhout, K. Bensch, F.-L. Hui, F.-Y. Bai, Q.-M. Wang*. Phylogenomic analysis of the Candida auris-Candida haemuliclade and related taxa in theMetschnikowiaceae, and proposal of thirteen new genera and sixty-four new combinations. Persoonia (中科院一區(qū),JCR Q1,IF=9.5), 2024. https://www.ingentaconnect.com/contentone/nhn/pimj/2024/00000052/00000001/art00002

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