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突变谱是一种日益重要的分子表型，它能够定量描述特定基因和物种中的诱变过程，并使未来的比较分析能够揭示潜在诱变机制的差异，无论这些机制是内源性的，例如 DNA 修复过程，还是外源性的，例如生态位与环境条件。尽管突变积累实验耗时且成本高昂，但它们仍然是重建细菌中性突变谱的标准方法。在此，我们提出了 BacNeMu，这是一种结合系统发育信息的流程，用于利用开放数据库 GTDB、AnnoTree 和 KEGG Orthology 重建细菌基因组的中性突变谱，并在此前开发的 NeMu 流程基础上进行了拓展。BacNeMu 重建得到的突变谱与突变积累实验结果高度一致，同时所需时间显著更少，从而能够在多样化的细菌分类群之间开展比较分析。 将 BacNeMu 应用于专性需氧菌和厌氧菌时，我们恢复了预期的 T:A>C:G 转换富集，这与此前在线粒体基因组和酵母单链 DNA 中描述的、与氧化损伤相关的突变模式一致。我们进一步探究是否还有其他生态因素会影响突变谱。作为初步研究，我们比较了三种生活在不同温度条件下的物种：一种强嗜热菌——Thermotoga maritima，一种嗜冷菌——Clostridium algidicarnis，以及一种耐受中等温度的物种——Psychrobacter sanguinis。在该嗜热菌中，T:A>C:G 替换的相对频率高于嗜冷菌，这与 GC 偏向性诱变有助于热适应这一假说一致，尽管在这三个物种中，C:G>T:A 转换始终占主导地位。BacNeMu 提供了一个快速且结合系统发育信息的框架，可基于开放数据库生成具有生物学意义的突变谱。
1 线粒体功能基因组学中心，伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学，俄罗斯加里宁格勒； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 开放获取。
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发布于 2026 年 7 月 2 日。 下载 PDF 电子邮件
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bioRxiv 2026.06.30.735404； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.30.735404
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引文工具 BacNeMu：细菌中性突变谱重建流程 Alexei Skudnov， Eldar Badamshin， Bogdan Efimenko， Konstantin Popadin， Konstantin Gunbin， Stepan Denisov
bioRxiv 2026.06.30.735404； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.30.735404
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.30.735404v1?rss=1
🏷️ 中性突变谱 系统发育 细菌基因组 突变重建流程 生态适应