环境感知能力可预测细菌的生态策略和环境偏好

内容形式：摘要译文

感知环境变化的能力是取得生态成功的先决条件。传感结构域使细菌能够检测营养物质、邻近生物及物理化学条件，但这些感知系统的差异是否反映了生态特化，目前仍未明确。在本研究中，我们分析了51,343个细菌基因组以及覆盖气候梯度的255个土壤宏基因组中的传感结构域，以确定感知系统组成是否蕴含细菌生态策略和环境偏好的信息。感知系统组成表现出显著的系统发育保守性，并呈现出基因组精简的特征，表明环境感知体现了与维持感知复杂性相关的权衡。栖居于环境异质性较高生境中的类群，尤其是自由生活的好氧广适性类群，编码的感知系统最为丰富，这与自然选择促进环境信息处理能力扩展的预期一致。为将感知功能与生态适应联系起来，我们在基因组和宏基因组中定位了经实验表征的配体结合基序（LBM）。不同的LBM谱能够区分宿主相关类群与自由生活类群、好氧谱系与厌氧谱系，以及广适性类群与非广适性类群，揭示了感知能力与生态策略之间的紧密耦合。在土壤群落中，随着干旱程度增加，与渗透保护和氧感知相关的基序持续富集，将感知功能与自然生态系统中的环境筛选联系起来。这些发现表明，环境感知是细菌基于性状的生态学中一个重要的组织维度，整合了进化历史、生态生活方式及对局地条件的适应。环境感知应被纳入考量

用于预测微生物生态位及其对环境变化的响应。

关键词：细菌环境感知 · 传感结构域 · 生态策略 · 环境适应 · 土壤宏基因组 · 环境筛选

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748587v1?rss=1