研究背景
在全球水资源中,淡水只占2.7%左右,且呈不连续性分布在江,河,湖,泊中，淡水生态系统中栖息着来自全球的浮游细菌，他们构成了一个世界性的细菌谱系。以往的研究基于16S rRNA基因序列相似性来划分这些谱系（>97%），但生态进化过程的分析关键，在于谱系内存在的“微”多样性和系统地理学（微多样性主要统计分析菌株水平内的单核苷酸变异位置和频率），由于二代测序读长的限制使得这一研究无法实现。在本研究中，作者通过PacBio进行近全长16S—ITS—23S rRNA的长扩增子测序（1951bp），揭示了日本和欧洲11个淡水湖中远洋浮游细菌组合的谱系内多样性。
主要结果
通过单核苷酸分辨分析以及鸟枪法宏基因组测序验证，发现11个主要细菌谱系。对每个谱系的基因内多态性分析得到7–101个不等的扩增子序列变体，并证明了通过传统方法无法解析的同域、异域和时间维度上的微多样性。鉴定出具有相似谱系组成的样本群，结果与日本和欧洲之间的遗传隔离相一致。环境因素或遗传漂变是种群组成的潜在决定因素。微多样化的程度因谱系而异，高度多样化的谱系包含每个栖息地的特有基因型组合，而湖泊中种群组成相对单一的谱系只含有个别广泛分布的基因型。湖底静水层特异性谱系中观察到的内多样性程度最低，这表明尽管湖底静水层是一个比湖表水更孤立的区域，但它们在湖泊中的扩散并不受限。
Fig. 1 Comparison of single-nucleotide polymorphisms (SNPs) expected based on amplicon sequence variants (ASVs) and those detected through metagenomic read mapping of CL500-11 sequences from Lake Biwa.
小结：
本文利用Pacbio长扩增子测序的方法，补充短读长扩增子测序的有限分辨率和基于宏基因组组装的方法的有限灵敏度，展开远洋淡水湖中细菌菌株水平基因内多态性的分析，研究淡水浮游细菌谱系中普遍存在的复杂生态过程。
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