先进的遗传技术和显微镜技术为厌氧纤毛虫和产甲烷菌共生提供了新的见解

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最近的一项研究揭示了厌氧纤毛虫和产甲烷古菌之间关系的关键细节,这种关系几十年来一直让科学家着迷。查尔斯大学科学学院和罗德岛大学的研究人员利用先进的遗传技术和显微镜研究了32种自由生活的厌氧纤毛虫(主要来自产甲烷目)的这种关系。

该研究结果发表在《ISME期刊》上,强调了以前未知的宿主-共生体特异性模式,为了解这些微生物之间的复杂相互作用提供了见解。

该研究利用Sanger和Illumina测序来分析16SrRNA基因,结果显示每种纤毛虫都寄生着一个占主导地位的产甲烷共生菌种群,具体来说是甲烷杆菌属、甲烷调节菌属或甲烷体属。这种强烈的特异性表明,宿主纤毛虫的分类及其环境(无论是海洋、咸水还是淡水)在确定存在哪种产甲烷菌种方面起着关键作用。

此外,该研究的创新实验设置涉及共存的不同纤毛虫物种对,这些物种在自然和人工条件下共同培养。尽管存在这些人工条件,研究人员仍观察到宿主-产甲烷菌关系在短时间内保持了显著的稳定性,没有证据表明宿主之间有共生体交换。然而,在较长的进化时期内,研究人员发现,甲壳虫可能偶尔会更换其产甲烷菌伙伴。

“这项研究让我们更清楚地了解厌氧纤毛虫如何进化出一种混合传播模式,以便随着时间的推移维持和替换它们的共生体,”这项研究的首席研究员IvanČepička和DanielMéndez-Sánchez说。

“这些发现有助于解释这些纤毛虫如何在缺氧环境中继续茁壮成长,为驱动原核生物和原生生物之间微生物共生的生态和进化机制提供了令人兴奋的新视角。”

这项研究标志着微生物生态学领域的重大进展,揭示了厌氧纤毛虫-产甲烷菌关联的特异性和保真度,同时也强调了这些关系中进化灵活性的潜力。

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