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微生物多样性被组织为操作性定义的物种。然而，目前尚不清楚这些物种，或更精细尺度的群体，是否代表自然群落中具有生物学意义的单元。在此，我们建立了一种可扩展且不依赖培养的分析框架，在全球海洋微生物组中、跨越270个物种识别出724个基因组上相互离散且生态上具有凝聚性的亚种。它们的分化由核心基因组骨架上基因特异性的核苷酸水平选择，以及基因内容的可变重构共同支撑；这两个过程均以亚种特异性的方式推进。在所检验的物种中，超过一半的物种的亚种与不同的环境条件显著相关，其中最常见的是温度。这种基因组离散性与生态凝聚性的耦合，使这些亚种成为具有生物学意义的单元，并构成一个基本层级：在这一层级上，生态过程与进化过程共同驱动海洋中微生物的分化及多样性结构。
# 全球海洋微生物组中基因组和生态学上具有凝聚性的亚种：具有生物学意义的单元 | bioRxiv
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## 全球海洋微生物组中基因组和生态学上具有凝聚性的亚种：具有生物学意义的单元
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Lucas Paoli， Taylor Priest， Adrián A. Davín， Melanie L. Stäubli， Dominic Eriksson， Martin F. Polz， Shinichi Sunagawa
doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.29.755032
Lucas Paoli¹ 洛桑联邦理工学院微生物学系，瑞士洛桑，1015；
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Taylor Priest² 苏黎世联邦理工学院生物学系、微生物学研究所及瑞士生物信息学研究所，瑞士苏黎世，8092；
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Adrián A. Davín² 苏黎世联邦理工学院生物学系、微生物学研究所及瑞士生物信息学研究所，瑞士苏黎世，8092；
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Melanie L. Stäubli² 苏黎世联邦理工学院生物学系、微生物学研究所及瑞士生物信息学研究所，瑞士苏黎世，8092；
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Dominic Eriksson² 苏黎世联邦理工学院生物学系、微生物学研究所及瑞士生物信息学研究所，瑞士苏黎世，8092；
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Martin F. Polz³ 维也纳大学微生物生态学部、微生物学与环境系统科学中心，奥地利维也纳
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Shinichi Sunagawa² 苏黎世联邦理工学院生物学系、微生物学研究所及瑞士生物信息学研究所，瑞士苏黎世，8092；
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通讯作者： ssunagawa{at}ethz.ch
## 摘要
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## 摘要
微生物多样性被组织为操作性定义的物种。然而，目前尚不清楚这些物种，或更精细尺度的群体，是否代表自然群落中具有生物学意义的单元。在本研究中，我们建立了一种可扩展且不依赖培养的框架，用于鉴定全球海洋微生物组中跨越270个物种的724个基因组离散且生态上具有凝聚性的亚种。这些亚种的分化由核心基因组骨架上基因特异性的核苷酸水平选择，以及基因内容的可变重构共同支撑；两种过程均以亚种特异性的方式推进。在所检验的物种中，超过一半的物种中的亚种与不同的环境条件显著相关，其中最常见的是温度。基因组离散性与生态凝聚性的这种耦合，使这些亚种成为具有生物学意义的单元，并构成一个基础层级：在这一层级上，生态过程与进化过程共同驱动海洋微生物的分化并塑造其多样性结构。
## 利益冲突声明
## 资助信息声明
瑞士国家科学基金会， https://ror.org/00yjd3n13，205321_184955，205320_215395
欧盟， GA#101059915 - BIOcean5D
国家教育、研究与创新秘书处， #22.00255
Nomis 基金会， https://ror.org/01zkd3118，NOMIS-ETH 博士后奖学金
## 版权
本预印本的。
该预印本依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议提供。
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发布于2026年10月5日。
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Lucas Paoli， Taylor Priest， Adrián A. Davín， Melanie L. Stäubli， Dominic Eriksson， Martin F. Polz， Shinichi Sunagawa
bioRxiv 2026.09.29.755032； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.29.755032
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## 全球海洋微生物组中基因组和生态学上具有凝聚性的亚种：具有生物学意义的单元
Lucas Paoli， Taylor Priest， Adrián A. Davín， Melanie L. Stäubli， Dominic Eriksson， Martin F. Polz， Shinichi Sunagawa
bioRxiv 2026.09.29.755032； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.29.755032
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.29.755032v1?rss=1
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