Datum: 26.11.2018
Doposud přehlížené ale velmi početné a vysoce diverzifikované planktonní Chloroflexi sladkých vod
Ačkoliv bakterie z kmene Chloroflexi jsou uváděny jako velmi početné ve velmi hlubokých vodních habitatech jak mořských (bakterie SAR202 čítající až 30% celkových počtů prokaryot), tak i sladkovodních (bakterie CL500-11 až 26% celkových počtů prokaryot), zástupce této skupiny se doposud nepodařilo izolovat do čistých kultur, a tudíž schází jejich charakterizace. I když existuje několik metagenomických studií mořských zástupců Chloroflexů, společenstva sladkovodních Chloroflexů jsou téměř neznámá. Výjimku tvoří jeden genom CL500-11, který byl zrekonstruovaného na základě metagenomické analýzy.
Ve studii publikované v prestižním vědeckém časopise Microbiome přináší tým hydrobiologů z Biologického centra AV ČR první rozsáhlou analýzu složení společenstva této kosmopolitní bakteriální skupiny, pokrývající širokou škálu pelagických habitatů (tzn. prostředí otevřených vod) - celkem 176 datových souborů. Hlavním cílem bylo objasnit vliv salinity a hloubky na fylogenetické složení tohoto bakteriálního kmene.
Genomy rekonstruované z metagenomů (celkem 53) umožňují nový náhled na fylogenezi, metabolismus a distribuci tří nových tříd a dvou taxonů na úrovni čeledí patřících do skupiny Chloroflexi. Zjistili jsme významnou genomickou diverzitu zástupců sladkovodních pelagických Chloroflexi, které obývají nejenom hypolimnion (tj. nejhlubší vrstva vody s konstantní teplotou), jak se očekávalo, ale i epilimnetické habitaty (ve svrchní vrstvě u hladiny). Naše výsledky naznačují, že jezerní hypolimnia lze považovat za globálně velmi stabilní prostředí, což se také odráží v nižší druhové diverzitě pro skupiny specifické pro hypolimnion, jako jsou clustery CL500-11 a TK10, nalezené i navzájem ve velmi nepodobných a geograficky vzdálených jezerech.
V porovnání s výše uvedeným trendem popsaným pro hypolimnium je druhová diverzita epilimnetického klastru SL56 mnohem větší. Analýza buněčných objemů bakterií ze skupiny CL500-11 je řadí mezi největší prokaryotické buňky nalezené ve vodním sloupci hlubokých jezer. Vysoké množství jejich biomasy v poměru k jejich počtům indikuje, že významně přispívají k toku uhlíku v hlubokých částech jezer. Analýzy metabolických drah ukazují na účast zástupců skupiny JG30-KF-CM66 v globální produkci kobalaminu pomocí metabolické dráhy „cobalamin salvage”.
Po zahrnutí brakických (tj. vody na pomezí sladké a slané vody) a mořských habitatů do celkového fylogenetického porovnání se slanost vody jeví jako hlavní faktor, určující složení skupin Chloroflexi obývajících hlubokomořské habitaty (SAR202) a sladkovodní habitaty (CL500-11), neboť obě tyto skupiny obývají brakické vody s mírnou salinitou. Sladkovodní habitaty však poskytují útočiště fylogeneticky nejvíce diverzifikovaným zástupcům Chloroflexi, obývajícím jak epi-, tak i hypolimnetické části vodního sloupce.
Více informací naleznete v publikaci:
Mehrshad M., Salcher M.M., Okazaki Y., Nakano S., Šimek K., Andrei A., Ghai R. (2018) Hidden in plain sight—highly abundant and diverse planktonic freshwater Chloroflexi Microbiome 6: 176.
DOI: 10.1186/s40168-018-0563-8
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-018-0563-8
Nebo na twitteru @mehrshmali
