埃特纳火山火山灰中的病毒—宿主相互作用

火山灰代表了一种极端且动态变化的生境，然而其中栖息着多样的微生物群落，其病毒多样性在很大程度上尚未得到探索。本研究调查了在喷发期间采集自埃特纳火山（意大利）火山灰中的细菌和病毒群体，重点关注微生物的新颖性、活性以及病毒—宿主相互作用。 分类学分析表明，假单胞菌属（Pseudomonas）和Telluria属是优势细菌属，这两者均常见于空气传播环境中。相比之下，以火山灰进行的富集培养则主要由厚壁菌门（Bacillota）中可形成孢子的成员占据优势，凸显了其在严苛条件下的耐受能力。 宏基因组分析共获得19个高质量的宏基因组组装基因组，其中包括4个此前未被描述的细菌新物种。复制速率估算显示，某些分类群具有代谢活性，尤其是在其中一个采样点。存在带有与病毒序列匹配间隔序列的成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）系统，表明病毒捕食对火山灰中的微生物施加了选择压力。 共鉴定出1139个病毒操作分类单元（vOTUs），其中仅约一半（660个vOTUs）与已知噬菌体表现出相似性，凸显了新型病毒的存在。不同采样点间共享的vOTUs揭示了核心病毒组和位点特异性病毒群体的同时存在。病毒—宿主预测表明，与γ-变形菌纲多个属宿主之间的相互作用较为频繁。 此外，一个336 kb的巨型噬菌体基因组表现出广泛的代谢能力和遗传自主性。实验研究鉴定出一种独特的裂解性芽孢杆菌噬菌体（“Phoenix”），其传播能力有限。进一步地，前噬菌体诱导实验揭示了在多个细菌宿主菌株中存在活跃且形态多样的温和噬菌体。 总体而言，这些发现突出表明，火山灰是微生物和病毒多样性的一个储库，其组成受到环境极端性和动态生态相互作用的共同塑造。

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🏷️ 火山灰微生物群落 病毒-宿主互作 宏基因组分析 噬菌体多样性 极端环境生态