一个湖中微生物多样性的多种方法

研究人员对一项为期9年的研究中的细菌基因组进行了测序，组装和分析，该研究追踪了威斯康星州淡水湖中微生物群落的演变。已提出竞争模型来回答微生物如何进化的基本问题，但仍不清楚哪种进化模型是正确的。对自然种群的时间序列研究表明，单一模型不适用，事实上，同一环境中的不同微生物以不同的方式进化。

通过对威斯康星州大学科学家和美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)，美国能源部办公室的研究人员领导的威斯康星大学Trout沼泽湖的九年(2005-2013)多次收集DNA进行测序。科学用户设施，能够重新组装数十个淡水微生物的基因组，并跟踪他们的基因组成随时间的变化。令人惊讶的是，他们在生活在同一环境中的不同微生物群体中发现了不同的进化过程。例如，该团队发现一个细菌群体经历全基因组选择性扫描，这是一个由最突出的微生物进化模型(即生态型模型)预测的过程，但从未在野外观察过。在全基因组选择性扫描期间，一个人口中的一个成员一旦获得有利特征就会胜过所有其他人，从而清除人口中的遗传多样性。相比之下，他们也发现了其他细菌群体似乎经历了基因特异性扫描，表明这些群体中高比率的遗传互换保留了它们的多样性。在基因特异性扫描期间，通过遗传重组仅将编码有利性状的小片DNA与群体的其他成员共享，从而防止单个显性菌株的接管。该团队的结果首次表明，在同一环境中共存的不同人群可能具有显着不同的遗传率交换，这些差异允许人口根据不同的非排他性理论模型进化。这是2011年美国能源部JGI社区科学计划批准的项目中的第一个结论，该项目于2016年1月8日在ISME期刊上发布。该论文引出了微生物进化和群体基因组学领域的领导者的两个观点。