Ecophysiological characterization of novel Chloroflexi to probe the evolution of photosynthesis

新型 Chloroflexi 的生态生理学特征探讨光合作用的进化

基本信息

  • 批准号:
    20F20384
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-11-13 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In FY2022, we combined field data, bioinformatics, and laboratory experiments to gain new insights into the ecology and physiology of "Candidatus Chlorohelix allophototropha" strain L227-S17, a highly novel phototrophic bacterium. In the field, we revisited Oze National Park (Fukushima-ken) and detected a second L227-17-like population in iron-rich sediment samples. These results demonstrate that L227-S17 relatives are reoccurring and diverse in a local field site and let us plan to cultivate these organisms in future. Although we did not detect L227-S17 relatives in metagenomes we sequenced from an iron-rich lake (Lake Mizugaki, Yamanshi-ken), we recovered novel genomes bins with potential for iron cycling that shed new light on nutrient cycling in iron-rich ecosystems. We are continuing to analyze our Lake Harutori dataset from FY2021. Using bioinformatics, we probed the global diversity of L227-S17 relatives by searching >160,000 publicly available DNA/RNA sequencing datasets. Genome bins recovered from this survey greatly expand the known diversity of the L227-S17 clade and provide a valuable dataset to explore the evolution of photosynthesis. In the laboratory, we obtained compelling preliminary data that the L227-S17 culture performs light-driven iron(II) oxidation, a poorly studied metabolism thought to have been key to nutrient cycling on the early Earth. Altogether, our ecophysiological study of "Ca. Chx. allophototropha" strain L227-S17 provides an important baseline dataset for probing the ancient iron cycle and history of photosynthesis on Earth.
于2022财政年度,我们结合实地数据、生物信息学及实验室实验,对一种高度新颖的光养细菌“绿螺旋异光养菌”菌株L227-S17的生态学及生理学有了新的认识。在该领域,我们重访了Oze国家公园(福岛县),并在富含铁的沉积物样品中检测到第二个L227-17样的人口。这些结果表明,L227-S17亲属在当地的现场重现和多样性,让我们计划在未来培养这些生物。虽然我们没有在富铁湖(Lake Mizugaki,Yamanshi-ken)测序的宏基因组中检测到L227-S17亲属,但我们恢复了具有铁循环潜力的新基因组箱,为富铁生态系统中的营养循环提供了新的线索。我们正继续分析二零二一财年的春鸟湖数据集。使用生物信息学,我们通过搜索> 160,000个公开可用的DNA/RNA测序数据集来探索L227-S17亲属的全球多样性。从这次调查中恢复的基因组箱极大地扩展了L227-S17分支的已知多样性,并为探索光合作用的进化提供了有价值的数据集。在实验室中,我们获得了令人信服的初步数据,即L227-S17培养物进行光驱动的铁(II)氧化,这是一种研究不足的代谢,被认为是早期地球营养循环的关键。总之,我们的生态生理研究的“钙。Chx.“allophototropha”菌株L227-S17为探索地球上古代铁循环和光合作用历史提供了重要的基线数据集。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Discovery of a Chloroflexota phototroph with a Type I reaction center sheds new light on the evolution of photosynthesis
具有 I 型反应中心的 Chloroflexota 光养生物的发现为光合作用的进化提供了新的线索
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tsuji JM;Shaw NA;Nagashima S;Venkiteswaran JJ;Schiff SL;Watanabe T;Fukui M;Hanada S;Tank M;Neufeld JD
  • 通讯作者:
    Neufeld JD
Anaerobic microbial redox processes in an iron-rich and meromictic dam lake
富铁分聚坝湖中的厌氧微生物氧化还原过程
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tsuji JM;Watanabe T;Kojima H;Iwata T;Fukui M
  • 通讯作者:
    Fukui M
Revisiting the evolution and ecology of photosynthesis with the discovery of “Candidatus Chlorohelix allophototropha”, a phototrophic Chloroflexota member that uses a Type I reaction cente
随着“Candidatus Chlorohelix allophototropica”的发现,重新审视光合作用的进化和生态学,这是一种使用 I 型反应中心的光养 Chloroflexota 成员
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tsuji JM;Shaw NA;Nagashima S;Venkiteswaran JJ;Schiff SL;Fukui M;Hanada S;Tank M;Neufeld JD
  • 通讯作者:
    Neufeld JD
Global diversity and ecology of chloroflexota phototrophs using a Type I photosynthetic reaction center
使用 I 型光合反应中心研究氯挠藻光养生物的全球多样性和生态学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tsuji JM;Watanabe T;Neufeld JD;Fukui M
  • 通讯作者:
    Fukui M
Cultivation of a phototrophic Chloroflexota member using a Type I reaction center sheds new light on the ecology and evolution of photosynthesis
使用 I 型反应中心培养光养绿屈菌门成员为光合作用的生态和进化提供了新的线索
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tsuji JM;Shaw NA;Nagashima S;Venkiteswaran JJ;Schiff SL;Watanabe T;Fukui M;Hanada S;Tank M;Neufeld JD
  • 通讯作者:
    Neufeld JD
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