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木材构成了地球上最大的生物源碳储库，然而能够利用木材的动物却少得惊人。尽管陆生食木动物如白蚁依赖高度多样化的肠道微生物组，食木性海洋双壳类却演化出了一种根本不同的策略：一种空间分隔的系统，其中鳃部细胞内共生体产生的酶可在一个近乎无菌的盲囊内远距离发挥作用。然而，这种独特共生关系的遗传与进化基础在很大程度上仍不清楚。本文整合了对一种浅水船蛆（Teredo navalis）和一种深海钻木蛤（Xyloredo sp.）的全生物组学、转录组学与生物化学研究。我们发现，尽管这些双壳类大约在1.47亿年前发生分化，且栖息于截然不同的环境中，它们仍维持着严格保守的祖先核型以及共享的木材消化基因组结构。我们的模型揭示了明确的宿主—共生体分工：宿主基因组专门负责木质素修饰和酶的定向运输，而高度精简的共生体群落则承担核心多糖降解功能。这一极简策略的核心是一种谱系特异性的GH5-GH6双催化酶。通过在邻近结合口袋之间共享氨基酸，这种融合蛋白将内切与外切纤维素酶活性整合于一体，从而无需复杂的微生物群落即可实现高度协同的纤维素裂解。最终，我们与陆生模型的比较分析表明，这些海洋无脊椎动物实现高效生物量降解并非依赖微生物扩张，而是通过极端的功能精简与分子创新，从而为海洋碳循环提供了一种不同的进化范式。
食木性双壳类的全共生基因组学揭示了一种极简主义、远程作用的木材消化进化策略 | bioRxiv
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食木性双壳类的全共生基因组学揭示了一种极简主义、远程作用的木材消化进化策略
Hao Song，Biyang Xu，Yang Guo，Cong Zhou，Meijie Yang，Yantao Liu，Zhaoshan Zhong，Chun-Yang Li，Xiaolin Tian，Yanyan Wang，Ron Flatau，Minxiao Wang，Tao Zhang，Daniel L. Distel，Yuanning Li
doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.25.740686
Hao Song 1 山东大学海洋科学与技术学院，微生物技术全国重点实验室，中国青岛 266237；中国科学院海洋研究所，中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室，Q；
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发布于 2026 年 7 月 28 日。
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Hao Song，Biyang Xu，Yang Guo，Cong Zhou，Meijie Yang，Yantao Liu，Zhaoshan Zhong，Chun-Yang Li，Xiaolin Tian，Yanyan Wang，Ron Flatau，Minxiao Wang，Tao Zhang，Daniel L. Distel，Yuanning Li
bioRxiv 2026.07.25.740686； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.25.740686
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食木性双壳类的全共生基因组学揭示了一种极简主义、远程作用的木材消化进化策略
Hao Song，Biyang Xu，Yang Guo，Cong Zhou，Meijie Yang，Yantao Liu，Zhaoshan Zhong，Chun-Yang Li，Xiaolin Tian，Yanyan Wang，Ron Flatau，Minxiao Wang，Tao Zhang，Daniel L. Distel，Yuanning Li
bioRxiv 2026.07.25.740686； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.25.740686
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.25.740686v1?rss=1
🏷️ 共生体组学 木材消化 双壳类动物 纤维素酶 宿主-共生体互作 海洋无脊椎动物