[郭志鴻] 細菌的分泌系統及致病性質體如何在複合種內演化？
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Figure legend. Relationships among representatives of the Agrobacterium tumefaciens species complex. The genomospecies assignments (i.e., G1-G9, G13, and G21-G22), grouping based on genome-wide average nucleotide identity (ANI), presence/absence of type VI secretion system (T6SS)-encoding gene cluster (green: present; white: absent), copy number of vgrG (white background: absent), number of plasmids, and the tumor-inducing plasmid (pTi) type (white background: absent) are labeled.
在生物學中，「種」是描述及研究不同生物的基本單位。但現行細菌分類上存在許多複合種（species complex），其中個別物種的界定及物種間的關係通常難以釐清。這不但造成研究上的困難，甚至影響病原菌的鑑定及防疫檢疫的策略制定。為解決此挑戰，由中研院植微所郭志鴻所主導的國際合作團隊選用農桿菌（Agrobacterium tumefaciens）複合種為研究材料，藉以發展適用的基因體學分析策略。這群細菌不但在農業上是重要的植物病原，也在植物科學的基礎研究及農業生物科技的應用上提供了基因轉殖的關鍵工具。
研究成果顯示，即使在複合種內，基因體分析仍可依照DNA序列或基因內容來清楚的定義物種分界，並探討物種間與物種內的遺傳分化。在與微生物生態相關的分析方面，農桿菌用於跟其他細菌競爭的第六型分泌系統曾經歷複雜的基因獲得與失去，而這些演化過程也造就了效應分子及其他相關基因的多樣性。而針對農桿菌感染植物所需的腫瘤誘發質體及第四型分泌系統之分析亦發現這些與致病力有關的因子有著複雜的演化史與高度的遺傳多樣性，或可解釋菌株間對不同植物宿主的感染力差異。總結而言，這些成果不但可以協助未來對於農桿菌的功能性研究，所發展出來的多層次基因體分析策略也可被應用於其他的細菌複合種。
此論文刊載於《BMC 生物學》(BMC Biology)，兩名共同第一作者周林及林宥辰為中研院植微所郭志鴻實驗室研究助理，合作團隊包含中研院植微所賴爾珉研究員及美國俄勒岡州立大學Jeff Chang教授。研究經費由中研院、科技部及美國農業部提供。
Chou L#, Lin YC#, Haryono M, Santos MNM, Cho ST, Weisberg AJ, Wu CF, Chang JH, Lai EM, Kuo CH* (2022) Modular evolution of secretion systems and virulence plasmids in a bacterial species complex. BMC Biology 20:16. #Equal contribution.