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古菌是海洋生物地球化学循环的重要参与者，但其在北冰洋中的生态仍缺乏充分表征。通常认为，三大海洋古菌谱系——海洋古菌群 I、II 和 III（MG-I、MG-II 和 MG-III）——具有各自不同且在分支内一致的垂向分布，这些分布被归因于光照穿透深度和温度。本研究对 2015 年美国北极 GEOTRACES 考察（GN01）期间采集的海水进行了鸟枪法宏基因组测序，以获取西北冰洋古菌宏基因组组装基因组（MAG），并探究其相对丰度与水团结构之间的关系。温度、盐度、硅酸盐和 N* 将水体划分为四个水团层：夏季表层、极地混合层、大西洋水和北冰洋盆地水。在宏基因组联合组装中获得的 155 个 MAG 中，有 17 个属于古菌，涵盖上述三个海洋古菌群（MG-I 四个、MG-II 十一个、MG-III 两个）。基于丰度的聚类分析显示，来自北冰洋中部两个深水站位的样品，其微生物群落按水团分层而分离。对数百个样品中的 MAG 相对丰度进行映射后，识别出表层、中层和深层分布生态型；每个海洋古菌群的成员均呈现不止一种生态型，且生态型与 MAG 系统发育关系并不一致。这些结果表明，西北冰洋中古菌的分布与水团分层的关联比与谱系身份的关联更为密切；此前报道的海洋古菌谱系特异性深度分布，可能部分源于扩增子调查分辨率有限以及采样深度不足。
宏基因组组装基因组揭示了西部北冰洋中与水团相关的海洋古菌分布生态型 | bioRxiv
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宏基因组组装基因组揭示了西部北冰洋中与水团相关的海洋古菌分布生态型
Kari Green、Eric Collins
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.11.02.763590
Kari Green
曼尼托巴大学
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Eric Collins
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通信作者：
eric.collins{at}umanitoba.ca
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摘要
古菌是海洋生物地球化学循环的重要参与者，但其在北冰洋中的生态特征仍缺乏充分认识。海洋中占主导地位的三大古菌谱系——海洋古菌 I、II 和 III 群（MG-I、MG-II 和 MG-III）——通常被认为具有各自独特且在支系间一致的垂向分布，这种分布被归因于光照穿透和温度。在本研究中，我们对 2015 年美国北极 GEOTRACES 考察（GN01）期间采集的海水进行了鸟枪法宏基因组测序，从西部北冰洋中获取古菌宏基因组组装基因组（MAG），并分析其相对丰度与水团结构之间的关系。温度、盐度、硅酸盐和 N* 区分出四个水团层：夏季表层、极地混合层、大西洋水和北冰洋盆地水。在宏基因组联合组装中获得的 155 个 MAG 中，有 17 个属于古菌，涵盖全部三个海洋古菌群（MG-I 四个、MG-II 十一个、MG-III 两个）。
基于丰度的聚类分析显示，来自中央北极两个深水站位的样本，其微生物群落按水团分化。对数百个样本中 MAG 相对丰度的绘图分析揭示了表层、中层和深层分布生态型；每个海洋类群的成员都表现出不止一种生态型，且生态型与 MAG 系统发育关系并不一致。这些结果表明，西部北冰洋中古菌的分布与水团分层的关联，比与其支系身份的关联更为密切；此前报道的海洋古菌支系特异性深度分布，可能部分源于扩增子调查的分辨率有限以及采样深度较浅。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
脚注
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/PRJEB14154
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/PRJNA681031
https://www.geotraces.org/gn01/
资助方信息（已声明）
加拿大自然科学与工程研究委员会，
，RGPIN-2022-05280
加拿大研究讲席计划，
加拿大数字研究联盟，
版权
本预印本的版权归作者／资助方所有；其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
该文依照 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 11 月 3 日。
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宏基因组组装基因组揭示了西部北冰洋海洋古菌与水团相关的分布生态型
Kari Green，Eric Collins
bioRxiv
2026.11.02.763590
doi：https://doi.org/10.64898/2026.11.02.763590
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宏基因组组装基因组揭示了西部北冰洋海洋古菌与水团相关的分布生态型
Kari Green，Eric Collins
bioRxiv
2026.11.02.763590
doi：https://doi.org/10.64898/2026.11.02.763590
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关键词：海洋古菌 · 宏基因组组装基因组 · 水团分层 · 分布生态型 · 北冰洋 · 微生物群落结构
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.11.02.763590v1?rss=1