放线菌门核糖体进化与系统分类学研究

本项目围绕放线菌系统分类学中类群之间的进化关系以及基因组的系统发育等关键科学问题，利用目前已完成全基因组测序的放线菌基因组信息，通过系统演化基因组学的相关研究方法，对放线菌核糖体组件的系统发育进行全面的分析。尝试通过探索核糖体的演变来揭示放线菌基因组的系统进化，进而对目前放线菌的分类系统加以完善或补充。分析各核糖体蛋白在放线菌中的系统发育与rRNA分子进化的关系，以及这些蛋白质之间的关系，找到适合于放线菌系统分类的新的标记分子。本研究项目的开展将对目前放线菌系统分类学的发展起到重要的推动作用。

本项目围绕放线菌系统分类学中类群之间的进化关系以及基因组的系统发育等科学问题，利用当前已完成基因组测序的放线菌基因组信息，通过系统演化基因组学的相关研究方法，对放线菌核糖体组件的系统发育进行全面的分析。执行过程中，项目组认识到生物信息学计算方法的广泛适用性，项目组将研究对象扩展到整个原核微生物，并取得以下主要成果：1.成功建立了基于隐马尔可夫模型的，从基因组数据库扫描并获取目标蛋白序列的生物信息学方法；2.建立了假阳性序列的排除方法；3.建立了用于深度系统发育分析的大序列数据集合的缩减方法；4.针对原核微生物完整的获得了52个核糖体组件的蛋白质序列，并对它们进行深入的系统发育分析；5. 利用多元统计中的排序方法，对核糖体组件间的系统发育历史相似程度进行比较分析，同时比较了它们于rRNA基因分子进化的差异程度；6. 结合序列长度以及进化分支长度等因素，综合评价了它们作为新的系统分类标记分子的可能性，最终确定四个核糖体蛋白可作为新的候选标记分子。目前针对较大分类群的系统发育基因组学研究，以及多基因位点分析等方法所使用的看家基因多集中在核糖体组件上。本项目首次系统的对核糖体蛋白在整个原核生物中的进化历史进行了全面的剖析，发现部分蛋白的进化历史存在不一致性。本项目充分利用基因组信息和生物信息技术手段对原核微生物的核糖体蛋白基因进行了全面的研究，为分子分类学研究提供了更多的素材和研究对象，具有重要的学术理论价值。