水平获得的线粒体替代氧化酶促进了弹尾虫的生物能量代谢及其地下生活

弹尾虫是微小的六足动物，栖息于从土壤表层以上到易发生缺氧的地下环境等多种生境中，然而，使其得以实现这种生态扩展的生理机制一直未获阐明。在此，我采用进化生物能学的方法表明，弹尾虫祖先通过水平基因转移获得的一种线粒体替代氧化酶（AOX）已在动物生理中实现功能整合，并在占据低氧生境的谱系中被优先保留。 通过对202个弹尾虫基因组组装进行调查，我在48个物种中鉴定出65个高置信度的AOX位点，且每个位点均嵌入于除此之外典型的弹尾虫基因组邻域之中。系统发育分析和基序分析支持卵菌作为供体，并表明该基因经历了祖先时期的获得及其后的反复丢失，尤其是在地上类群中。高分辨率呼吸测定和缺氧暴露实验进一步表明，AOX仅在AOX阳性物种中具有活性，并且与缺氧耐受性相关。 这些结果表明，水平基因转移是动物生态生理创新的来源，并提示获得性的线粒体功能能够帮助塑造沿环境梯度的生态分选，这对于土壤生态系统过程具有重要意义。

弹尾目动物是微小的六足动物，栖息环境从土壤表层以上一直延伸到易发生低氧的地下环境，然而，使其得以实现这种生态扩展的生理机制始终未获解析。在此，我采用进化生物能学方法表明，弹尾目祖先通过水平基因转移获得的一种线粒体替代氧化酶（AOX）已在动物生理中实现功能整合，并在占据低氧生境的谱系中被优先保留。通过对202个弹尾目基因组组装进行调查，我在48个物种中鉴定出65个高置信度AOX位点，且每个位点都嵌入于除此之外典型的弹尾目基因组邻域之中。系统发育分析和基序分析支持卵菌作为供体，并表明该基因在祖先中获得后经历了反复丢失，尤其是在地上类群中。高分辨率呼吸测定和低氧暴露实验进一步表明，AOX仅在AOX阳性物种中具有活性，并与低氧耐受性相关。这些结果表明，水平基因转移是动物生态生理创新的来源，并提示获得的线粒体功能能够帮助塑造沿环境梯度的生态筛选过程，对土壤生态系统过程具有重要意义。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729305v1?rss=1

🏷️ 水平基因转移 替代氧化酶 线粒体代谢 缺氧耐受 弹尾虫 地下适应