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Nature Microbiology:未培养的古菌与细菌的命名线路图

来源:admin    发布时间:2020-06-09   阅读数:167

6月8日Nature Microbiology在线发表了一篇关于未培养的古菌与细菌的命名线路图的共同声明:由于古菌与细菌的成员数量急剧增加,因此需要制定针对未培养微生物的命名线路图。同时声明中还提出了两种可行的解决方案。a级黄色片科学顾问中山大学生命科学学院李文均教授和a级黄色片客户上海交通大学海洋学院王风平教授也参与了本次共同声明。下面是这份声明的新鲜解读,一起来看看吧!

Nature Microbiology:未培养的古菌与细菌的命名线路图

研究背景

文章通过单扩增组装的基因组(SAGs)和宏基因组组装得到的基因组(MAGs)使得古菌与细菌的成员数量急剧增加,因此需要制定针对未培养微生物的命名指南。目前,国际原核生物命名法(ICNP)只承认纯培养物为命名材料,从而阻碍了未培养微生物的命名。在本共同声明中提出了两条解决此问题的方案,一种是对原有的ICNP进行修改,将DNA序列识别为可接受的材料,另一种是针对未培养微生物的古菌和细菌创建一套命名规则,后续可与ICNP进行合并。但不管最终采取何种方法,现在最需要的是为未培养微生物指定统一的命名规则而行动,有利于高效地分享微生物信息和展示其多样性。

主要内容

1、原核生物命名规则和当前挑战

准确描述生物多样性和鉴定生物是分类学的目的,目前常用的林奈命名系统是以物种为基本单位,然后将其归入到不同的分类级别中(属、科、目、纲、门)。一旦物种被确认种属信息便会根据ICNP的命名规则创建其名称(表1),这套命名规则适用于目前存在的原核生物、病毒、动物、藻类、真菌和植物。而对未培养的原核生物缺乏统一的命名规则,使得文献中的信息混乱,阻碍了完善原核生物的分类系统。因此迫切需要重新修改命名规则来保证古菌和细菌的多样性展示。上述的建议并不是否决原核生物培养的重要性,恰恰相反微生物学领域仍然需要建立稳定的纯培养体系,有助于获得单一材料来进行微生物活性研究等。


表1. 术语汇编

原核生物命名规则术语汇编


2、目前的命名规则

到目前为止,有两种惯例方式被用于命名未培养的原核生物。第一种是将字母数字标识应用于16S rRNA序列(例如SAR11),目前该方法在扩展应用于MAGs和SAGs中,但是科学界目前对字母数字标识规则缺乏共识,导致文献中频繁出现概念混淆的情况。另一种方式是国际原核生物系统学委员会(ICSP)批准并已经运行了20多年的方式,将未培养的原核生物分类为临时候选。

本共识声明提出两种可行的方案来建立未培养微生物的命名系统,允许使用MAGs和SAGs的高保真序列进行分类和命名。并且通过序列预测的特征作为微生物的描述,同时与环境和生态数据进行关联,根据特征的相似性与目前分类系统中的微生物进行结合。其中一个方案需要对现有的命名代码进行修改,允许将DNA序列作为分类用材料;另一个方案是为未培养的微生物创建特有代码。以上的不同的方案都需要ICSP把DNA序列认可为信息实体,修改ICNP要求至少在两个菌种保藏存有活菌的规定。


3、未来前进的道路

以下所描述的分类线路图是与大量科学家合作的结果。方案A建议对现有规则进行正式修订,将DNA序列作为未培养原核生物的分类,用于区分培养和未培养类别。该方案可通过建立ICSP委员会来启动,指定以DNA序列作为材料的标准,此外无论是MAGs还是SAGs用到的新名词和描述都需要通过国际系统与进化微生物学杂志(IJSEM)进行审查,然后列入修订后的列表。同时方案A需要在命名代码中创建新框架,便于后续与已有命名规则融合,促进未来命名法的统一。

方案B是短期解决方法,建议在有足够权力提供统一框架的国际实体组织的主持下为未培养的原核生物创建一个并行的命名代码。例如ICNUP可任命一个特设委员会处理目前的物种名单,制定一份“批准的未培养原核生物名单2.0”,其中包括物种名称、命名和确定优先权。同时,特设委员会也有提供有关的标准指导方针,作为后续的MAGs和SAGs的命名和分类的线路图。方案B允许与已有命名系统进行合并,并且建议未培养的原核生物在后续可纯培养的情况下获得新命名的同时保留方案B的命名(图1)。


方案A和方案B的命名规则纳入经典林奈命名提供的线路图

图1.方案A和方案B的命名规则纳入经典林奈命名提供的线路图

结论

目前急需为未培养的古菌和细菌提供一个稳定的命名和分类法,便于微生物多样性信息共享和跨领域科学讨论,本文建议的命名线路图(方案A或方案B)正是为此而建。而无论是哪种方案都需要科学各界(包括ICSP)的参与,来处理和完善细节部分。并且希望线路图中的方案可作为其他领域物种命名和分类的参考。


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