多姿多彩的海绵种类 

　　海绵为多孔动物们，学名Porifera，又称作海绵动物门，分布于从潮间带到深海、从热带海洋到南极冰海的广泛区域内，是一类最原始最低等的水生多细胞动物。海绵是目前备受瞩目的研究对象之一，一方面因为海绵中蕴藏着丰富的天然活性产物，具有巨大的潜在生物技术和药用价值；另一方面海绵体内存在着多样性和高丰度的微生物群落，在地球生物圈碳、氮、硫循环方面发挥着重要作用。 

　　早在上个世纪70年代，研究人员就通过显微镜观察发现海绵体内存在着丰富的微生物，在某些海绵种类里，微生物总含量可占海绵组织体积的60%。随着分子生态学技术的发展，454焦磷酸测序等高通量手段应用于海绵微生物群落结构的分析，并促进了对海绵体内的微生物丰度和多样性的认识。相比较于对海绵微生物群落结构的深刻认识，由于大多数海绵共生菌都是未可培养的，基于基因组学方法的对海绵共生微生物共生机制的研究却很少。 

　　海绵共生蓝细菌“Candidatus Synechococcus spongiarum”由Usher等人于2004年首次发现并命名。随后的研究表明该共生菌在海绵中分布广泛，已经于40种海绵中发现其16S rRNA基因序列，但至今未有关于其基因组数据的研究报道。王勇研究员课题组的高兆明博士通过454焦磷酸测序法获取了红海海绵Carteriospongia foliascens的微生物群落宏基因组数据，经序列组装后，利用最新的基于基因组覆盖度和四核苷酸频率（tetranucleotide frequency, TNF）多态性的基因组分拣技术，分选获取了其共生蓝细菌“Ca. Synechococcus spongiarum”的基因组草图。研究组人员通过基因组水平的系统发育分析阐明了该海绵共生菌与自由生活的蓝细菌菌株间的进化差异。并进一步通过与自由生活的Synechococcus属蓝细菌菌株基因组比较分析发现“Ca. Synechococcus spongiarum”基因组存在部分功能缺失，该共生蓝细菌丢失了包括部分与光和系统稳定性、抗氧化能力、抗生素和环境毒性因子抗性相关基因以及甲硫氨酸合成关键基因。 

　　该研究结果表明，“Ca. Synechococcus spongiarum”为低光度适应性的一种蓝细菌，并接受温和的海绵体内环境的保护以抵抗环境压力。 

　　该研究结果为海绵共生菌的基因组学研究提供了一种新的选择思路。研究成果已发表于美国微生物学会（ASM，American Society for Microbiology）旗下期刊mBio（SCI IF=5.6）。 

　　论文信息： 

　　Zhao-Ming Gao, Yong Wang, Ren-Mao Tian，et al. 2014. Symbiotic adaptation drives genome streamlining of the cyanobacterial sponge symbiont “Candidatus Synechococcus spongiarum”. mBio 5(2): e00079-14. Doi: 10.1128/mBio.00079-14. 

　　http://mbio.asm.org/content/5/2/e00079-14.full 

 海绵共生蓝细菌“Candidatus Synechococcus spongiarum”共生关系模式图