رؤى جينومية تعزز تعريف الأنواع للبكتيريا بدائية النواة

لمساعدة في تعزيز تعريف الأنواع للبكتيريا بدائية النواة، قمنا بمقارنة محتوى الجينات لـ 70 جينوم بكتيري ذو صلة وثيقة وتم تسلسله بالكامل لتحديد ما إذا كانت حدود الأنواع موجودة، ولتحديد دور بيئة الكائن الحي على محتوى الجين المشترك. وجدنا أن متوسط هوية النيوكليوتيد (ANI) للجينات المشتركة بين سلالتين هو وسيلة قوية لمقارنة العلاقة الوراثية بين السلالات، وأن قيم ANI التي تبلغ حوالي 94% تتوافق مع معيار إعادة ارتباط DNA-DNA التقليدي بنسبة 70% لتعريف الأنواع الحالي. عند قطع ANI 94%، تشمل الأنواع الحالية فقط سلالات متجانسة بشكل معتدل، على سبيل المثال، يشارك معظم الجينومات التي تزيد عن 4 ميغابايت فقط 65-90% من جيناتها، ويبدو أن ذلك نتيجة لتطور السلالات في بيئات بيئية مختلفة. علاوة على ذلك، فإن التوقيعات الوراثية التشخيصية (الحدود) واضحة بين مجموعات من السلالات لنفس النوع، ويمكن أن تكون التشابهات الوراثية بين المجموعات مرتفعة تصل إلى 98-99% ANI، مما يشير إلى أنه يمكن العثور على أنواع مبررة حتى بين الكائنات الحية المتطابقة تقريبًا على مستوى النيوكليوتيد. من الجدير بالذكر أن جزءًا كبيرًا، على سبيل المثال ما يصل إلى 65%، من الاختلافات في محتوى الجينات داخل الأنواع مرتبط بعناصر الفيروسات البكتيرية وعناصر النقل، مما يكشف عن دور مهم لهذه العناصر أثناء تطوير الأنواع البكتيرية. تتماشى نتائجنا مع تعريف للأنواع سيشمل مجموعة أكثر تجانسًا من السلالات مما يوفره التعريف الحالي وواحد يأخذ في اعتباره البيئة الخاصة بالسلالات بالإضافة إلى مسافتها التطورية.