抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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ABSTRACT脱窒能力は,多様な細菌,古細菌,および菌類の間で散発的に分布する。さらに,脱窒遺伝子系統と16S rRNA遺伝子系統発生の間に不一致が見られた。これらの事実は,脱窒遺伝子に対する水平遺伝子導入(HGT)の潜在的発生を示唆した。しかし,HGTの証拠は,これまで明確には示されていない。本研究では,41の脱窒Azospirillumsp.株のゲノムにおける亜硝酸塩レダクターゼ遺伝子の配列と局在を同定し,脱窒遺伝子を含む移動性遺伝要素を探索した。本研究で調べた全Azospirillumsp.株は多重レプリコン(4~11レプリコン)を有し,そのサイズは7~1,031kbpであった。それらの中で,亜硝酸塩レダクターゼ遺伝子nirKは,大きなレプリコン(549から941kbp)に位置した。ゲノム配列決定は,類似したK配列を持つAzospirillum株が,特にTSH58,Sp7T,およびSp245株の間で,類似のnor遺伝子配列を共有することを示した。3Azospirillum株間の高類似性のnir-nor遺伝子クラスタに加えて,複合トランスポゾン構造を株TSH58のゲノムにおいて同定し,それは,次に,ir-nor遺伝子クラスタと新規IS6ファミリー挿入配列(ISAz581とISAz582)を含んだ。次に,複合トランスポゾン系内のirK遺伝子は,脱窒誘導条件下で活発に転写された。本研究で実験的に検証されていないが,その後,プロファージ領域に移動し,ファージが活性化され,細胞の外側に放出されるならば,次に,その複合トランスポゾン系は,他の細胞へ移行できた。総合して,菌株TSH58は,密接に関連するAzospirillumsp.脱窒菌からHGTによってその脱窒能力を獲得した。IMPORTANCは,脱窒の進化的歴史が複雑である。水平遺伝子導入の発生は,脱窒遺伝子のために示唆されてきたが,ほとんどの研究は,脱窒遺伝子系統学と16S rRNA遺伝子系統発生の間の不一致のような周辺証拠を報告している。Azospirillumsp.脱窒菌の比較ゲノム分析に基づいて,Azospirillumsp.株TSH58のゲノムにおける移動性遺伝要素に位置する,nirKandnorCBQDを含む脱窒遺伝子を同定した。次に,脱窒誘導条件下で,irKは活発に転写された。この遺伝子は,TSH58株における唯一の亜硝酸レダクターゼ遺伝子であるので,この株は,水平遺伝子導入を介して脱窒遺伝子を得ることによって,最も有益であった。この知見は,脱窒素の生態学と進化に関する科学的知識を著しく前進させるであろう。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
