本研究通过对来自21个西藏冰川的85个宏基因组和883个培养分离物进行测序，结合公共数据库中的宏基因组数据，整理出一个专门的冰川微生物基因组和基因目录，以记录冰川基因组和功能多样性。

英文标题：A genome and gene catalog of glacier microbiomes

中文标题：冰川微生物组的基因组和基因集

发表期刊：Nature Biotechnology

影响因子：68.164

发表时间：2022年06月27日

1. 基于宏基因组和分离菌株得到西藏冰川基因组（TGGs）

从85个已测序的宏基因组和883个培养的分离物中共回收了3241个TGG。所有TGG的完整度≥50%、污染≤5%，且完整度中位数在92%以上，污染中位数在1.2%以下。

2. TGGs的来源呈现

使用95%的ANI阈值和30%的对齐分数阈值，将3241个TGG聚集成968个操作分类单元 (OTU)。按照分类学种类和样本来源，对OTU是来源于宏基因组组装基因组（MAG）还是分离培养的单菌进行展示，在所有样本来源均鉴定到的OTU超过总量的15%，而50%仅出现在其中一种来源。

3. 系统进化分析

基于单拷贝基因为961个OTU构建了系统发育树，聚类得出30个门、69个纲、129个目、221个科和475个属。以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和厚壁菌门为主，而绿曲菌门、奇异球菌门和粘球菌门被确定为稀有门。

4. TG2G目录的功能新颖性

西藏冰川基因组和基因（TG2G）目录的基因部分由contig构建，以捕获整个微生物组的功能，非冗余基因的数量随着 reads数量稳步增加。

预测的次生代谢基因簇中，合成萜烯的BGC是最多样化的，鉴定出4105个独特序列，占鉴定出总BGC的25.7%，这也是大多数细菌门中最丰富的BGC。

5. TGG具多种潜在致病因素

根据VFDB数据库进行毒力因子分析，发现主要与相对丰度的运动性(24%)、粘附性(13%)、效应器递送系统(11%)和生物膜(11%)相关。

基于鉴定有可移动元件的毒素基因作图，发现Proteobacteria含有最多数量的移动毒素基因，其次是Actinobacteriota、Cyanobacteria和Bacteroidota。

6. 西藏和全球冰川宏基因组的比较

对于门水平而言，来自北半球的冰川相关样本主要按地理位置聚集，而不是样本来源类型。在功能上三个北极冰面菌群与青藏高原的微生物群落相似，而冰晶石菌群在青藏高原、阿尔卑斯山和北极地区则截然不同。

本研究得到的西藏冰川基因组和基因（TG2G）目录包括883个基因组和2358个宏基因组组装基因组（MAG），对应30个门的968个物种。还包含超过2500万个非冗余蛋白编码基因，对加深西藏冰川微生物组的结构和功能研究十分有帮助。

参考文献：

Liu Y, et al., A genome and gene catalog of glacier microbiomes. Nature Biotechnology. 2022.