Landesweiter Genom-Atlas der im Boden lebenden Listerien zeigt Auswirkungen von Selektion und Populationsökologie auf die Evolution des Pangenoms

Titel	Landesweiter Genom-Atlas der im Boden lebenden Listerien zeigt Auswirkungen von Selektion und Populationsökologie auf die Evolution des Pangenoms
Autoren	Jingqiu Liao, Xiaodong Guo, Daniel L. Weller, Shaul Pollak, Daniel H. Buckley, Martin Wiedmann, Otto X. Cordero
Zeitschrift	Natur Mikrobiologie
Datum	07/15/2021
DOI	10.1038/s41564-021-00935-7
Einführung	Bakterienpopulationen in natürlicher Umgebung weisen eine große genomische Vielfalt auf, die größtenteils auf Verschiebungen des Geninhalts durch DNA-Austausch mit ihrer Umgebung zurückzuführen ist. Die genauen ökologischen Faktoren, die für diese genomische Vielfalt verantwortlich sind, und der Einfluss der Selektion sind Gegenstand laufender Debatten. Die vorliegende Studie befasst sich mit diesen Fragen, indem sie einen umfassenden landesweiten Atlas von 1 854 Listeria-Stämmen zusammenstellt, die systematisch aus Böden in den angrenzenden Vereinigten Staaten isoliert wurden. Es wurde festgestellt, dass Listeria verschiedene Umweltbedingungen vorfindet, die in erster Linie von der Bodenfeuchtigkeit, dem Molybdängehalt und dem Salzgehalt beeinflusst werden. Die Analyse von Ganzgenomdaten von 594 repräsentativen Stämmen ermöglichte die Klassifizierung der Listerienvielfalt in 12 Phylogruppen, die jeweils unterschiedliche Habitatbereiche und Endemismusgrade aufweisen. Phylogruppen mit einer breiten Umweltpräsenz, die als "kosmopolitisch" bezeichnet werden, besaßen umfangreichere Pangenome und wiesen ein geringeres Kopplungsungleichgewicht auf, was auf erhöhte Raten von Generwerb, -verlust und Alleltransfer im Vergleich zu Phylogruppen hinweist, die an engere Lebensräume angepasst sind. Diese kosmopolitischen Phylogruppen enthielten auch einen erheblichen Anteil an Genen, die von positiver Selektion betroffen waren. Die Auswirkungen der positiven Selektion waren besonders deutlich im phylogruppenspezifischen Kerngenom zu erkennen, was darauf hindeutet, dass diese Kerngene für die Anpassung innerhalb bestimmter Abstammungslinien entscheidend sind. Diese Ergebnisse zeigen, dass genomische Anpassungsfähigkeit und Rekombination das Ergebnis von Selektionsdruck für das Überleben in unterschiedlichen Umgebungen sind.
Zitat	Jingqiu Liao, Xiaodong Guo und Daniel L. Weller et al. Nationwide genomic atlas of soil-dwelling Listeria reveals effects of selection and population ecology on pangenome evolution. Nat. Microbiol. 2021. DOI: 10.1038/s41564-021-00935-7
Element	Molybdän (Mo) , Natrium (Na)
Industrie	Landwirtschaft , Forschung & Labor

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