Genomic potential for photoferrotrophy in a seasonally anoxic Boreal Shield lake
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Photoferrotrophy, the light-induced oxidation of ferrous iron, is thought to have contributed to primary production within Earth’s early anoxic oceans yet is presumed to be of little modern environmental relevance. Here we use genome-resolved metagenomics and enrichment cultivation to explore the potential for photoferrotrophy in the anoxic water columns of globally abundant Boreal Shield lakes. We recovered four high-completeness and low-contamination draft genome bins assigned to the class Chlorobia (formerly phylum Chlorobi ) from environmental metagenome data and enriched two novel sulfide-oxidizing species, also from the Chlorobia . The sequenced genomes of both enriched species, including the novel “ Candidatus Chlorobium canadense”, encoded the cyc2 candidate gene marker for iron oxidation, suggesting the potential for photoferrotrophic growth. Surprisingly, one of the environmental genome bins encoded cyc2 and lacked sulfur oxidation gene pathways altogether. Despite the presence of cyc2 in the corresponding draft genome, we were unable to induce photoferrotrophy in “ Ca. Chlorobium canadense”, suggesting that yet-unexplored mechanisms regulate expression of sulfide and ferrous iron oxidation gene systems, or that previously unrecognized functions for this outer membrane cytochrome exist. Doubling the known diversity of Chlorobia -associated cyc2 genes, metagenome data showed that putative photoferrotrophic populations occurred in one lake but that only sulfide-oxidizing populations were present in a neighboring lake, implying that strong ecological or geochemical controls govern the favourability of photoferrotrophy in aquatic environments. These results indicate that anoxygenic photoautotrophs in Boreal Shield lakes could have unexplored metabolic diversity that is controlled by ecological and biogeochemical drivers pertinent to understanding Earth’s early microbial communities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».