Dynamic evolution of nitrogen cycle and pH homeostasis genes enabled the diversification of Pampinifervens gen. nov. (Aquificaceae)
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background: Members of the phylum Aquificota were initially documented more than a century ago and play important roles in hydrogen, sulfur, and carbon cycles in geothermal systems as ubiquitous and abundant chemolithoautotrophs; however, their roles in the nitrogen cycle are not well defined. Results: Here, we show that a novel Aquificaceae isolate from Tengchong, China, fixes nitrogen in pure culture and that nitrogen fixation (nif) genes are transcribed in situ. We propose the name Pampinifervens diazotrophicum gen. et sp. nov. to accommodate this organism, with strain T-2T as the nomenclatural type. Analysis of metagenomes from physicochemically diverse springs in Tengchong showed that Pampinifervens dominates the Aquificota populations in most springs, consistent with a wide pH growth range for strain T-2T (pH 6.0-9.5) and another isolate, strain T-8T (pH 5.5-10.0). Despite the role of P. diazotrophicum in nitrogen fixation, strain T-8T does not fix nitrogen, but respires nitrate. Analysis of 104 metagenome-assembled genomes from 84 metagenomes globally, including at least 16 sympatric Pampinifervens species and other species from Canada, Japan, Malaysia, and Russia, revealed the variable presence of nif and denitrification genes. In contrast, genes for hydrogen chemolithotrophy, sulfur chemolithotrophy, and autotrophy were more conserved. Genes required for homeostasis were also present in the genus, with a proliferation of these genes in species recovered from Tengchong, China, that likely allowed them to diversify from neutral and alkaline bicarbonate-buffered springs into acidic sulfuric acid-buffered springs. Conclusions: Together, this work presents a widespread but overlooked genus of Aquificaceae and evolutionary patterns that suggest an important role for nitrogen metabolism and pH homeostasis in the local speciation of Pampinifervens in Southwest China. We suggest that Pampinifervens and possibly other Aquificaceae have underappreciated but diverse roles in nitrogen cycling.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».