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研究人员提出CRISPR是致命细菌中低遗传多样性的影响因素

俄勒冈州立大学的科学家已经阐明了土壤中细菌的进化历史,这种细菌对放牧动物非常危险,它被锁在钥匙上,以防止其蔓延。在此过程中,Rathayibacter toxicus失去了大约三分之一的基因。然而,尽管它的基因组减少和遗传多样性低,它仍然存在。在一项新研究中,研究人员提出了一个强调细菌对病毒感染反应重要性的过程。该过程的中心是聚集的规则间隔短回文重复(CRISPR)基因座。

研究人员提出CRISPR是致命细菌中低遗传多样性的影响因素

美国政府宣布R. toxicus是毒素的生物选择剂,标本是在高度安全的联邦设施中处理的。俄勒冈州没有细菌种类的证据,但是由于将蠕虫运输到植物中的蠕虫在该州被发现,因此担忧很高。此外,蠕虫和细菌都会感染草种子。2017年,干草和草籽是俄勒冈州第三大和第五大农产品,总价值超过10亿美元。

“检测和预先防止R. toxicus运动的能力至关重要,”俄勒冈州立大学农业科学学院的微生物基因组学家Jeff Chang说道,该研究的通讯作者。“看到受感染的草是一回事,在看到它们的影响之前检测微生物是另一回事。通过基因组启动的流行病学,我们可以追踪特定细菌谱系的运动并试图阻止它们四处移动。”

CRISPR用于基因组编辑技术,但因其生态作用而闻名。在这项研究中,科学家们依靠全基因组测序来了解不同种类的Rathayibacter是如何相关的以及它们是如何进化的。

“现在我们对整个基因组进行了测序并对其进行了解,我们可以确定可用于分子诊断的特定序列。这可能是一种强有力的方法,可以大量调查种子批次,以确定是否存在R. toxicus,”Chang说。 。

在这项研究中,研究人员使用从澳大利亚三个地区30年采样期间收集的R. toxicus中提取的DNA 。他们的分析还包括从俄勒冈州生产的种子收集的菌株。来自俄勒冈州的种子样本中没有检测到R. toxicus,并且在俄勒冈州发现的两种优势种Rathayibacter缺乏制造在澳大利亚影响放牧动物的毒素所必需的基因。

分析了超过100个测序的Rathayibacter基因组。R. toxicus是遗传方面最遥远,而这可能是因为它是已经获得了CRISPR适应性免疫系统,以防止病毒的唯一Rathayibacter,艾德-戴维斯,俄勒冈州立大学的博士研究生和研究的共同主要作者之一说。

“在它的进化过程中,它不仅失去了基因,而且还获得了基因,包括CRISPR基因座,”戴维斯说。“它获得了其他Rathayibacter细菌所没有的基因。它的基因组是正常的,除了一些切片被移除。这表明这个物种在它的进化中经历了一个戏剧性的事件。”

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