《ISME Communications》：Detecting “invisible” Phytophthora lineages in publicly available sequencing data
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本研究针对传统培养和DNA扩增技术难以检测的"隐形"微生物真核生物，开发了新型ITS序列靶向组装流程DENIM。通过对104个公共测序数据集的分析，成功获得733条完整ITS序列，发现包括疫霉菌(Phytophthora)在内的多种真核生物谱系，揭示了新的宿主-病原体互作关系，为农业病害监测和微生物多样性研究提供了重要技术支撑。
在微生物研究领域，我们对于真核微生物多样性的认知长期受到技术手段的限制。传统研究方法主要依赖培养技术和DNA扩增手段，然而许多微生物难以在实验室条件下培养，或者无法通过通用引物进行扩增检测，导致这些微生物成为研究视野中的"隐形"群体。疫霉菌(Phytophthora)就是这类微生物的典型代表，作为包含多种具有经济性和生态破坏性的植物病原体的属，其准确检测和监测对农业生产和生态系统健康至关重要。
发表在《ISME Communications》上的这项研究开创性地提出了一种新的解决方案。研究人员开发了名为DENIM的生物信息学流程，专门用于从基因组和宏基因组数据中靶向组装内部转录间隔区(ITS)序列。与现有的标记基因组装软件相比，该流程在灵敏度和精确度方面展现出显著优势。通过对公共测序数据库的深度挖掘，研究团队成功揭示了以往被忽视的微生物真核生物多样性。
研究采用的计算生物学方法主要包括：开发DENIM流程进行ITS序列的靶向组装，从NCBI等公共数据库获取104个基因组和宏基因组测序数据集，利用生物信息学工具进行序列比对和系统发育分析，以及对疫霉菌各进化枝(clade)的分类鉴定。这些技术方法的综合运用，使得从海量数据中高效提取特定微生物的遗传信息成为可能。
研究结果分析
ITS序列组装成效：研究团队通过对104个测序数据集的分析，获得了丰富的ITS序列资源，包括733条完整ITS序列、1626条ITS1序列和2191条ITS2序列。这些序列与多种真核生物谱系相关联，证明了该方法在揭示微生物真核生物多样性方面的强大能力。
疫霉菌多样性发现：研究不仅成功组装了与已知疫霉菌物种相关的ITS序列，这些物种分布于进化枝1、2、4、6、7和8，还发现了与已知类群仅具有远缘关系的序列。这一发现表明环境中可能存在尚未被描述的新疫霉菌谱系。
新的宿主-病原体互作线索：研究结果提供了新的病原体-宿主互作关系的潜在迹象，这些发现可能对农业和人类健康产生重要影响。通过揭示这些以往难以检测的互作关系，为相关疾病的预防和控制提供了新的科学依据。
研究方法优势：DENIM流程在灵敏度和精确度方面优于同类标记基因组装软件，使其成为研究"隐形"微生物的有效工具。该方法不依赖培养技术，直接从未培养微生物的遗传信息入手，突破了传统研究的技术瓶颈。
研究结论与意义
本研究提出的新方法为发现和检测"隐形"微生物提供了有效途径，显著拓展了我们对微生物真核生物多样性的认知边界。通过利用公共测序数据资源，该方法不仅能够检测和监测新的宿主-微生物互作关系，还能描绘已培养和未培养微生物的地理分布特征。这一研究策略为微生物生态学、植物病理学和环境科学领域提供了强大的研究方法，特别是在全球变化背景下，对于及时发现和应对新发植物病害威胁具有重要实践价值。该方法的推广应用将有助于构建更加全面的微生物多样性数据库，为生物多样性保护和农业可持续发展提供科学支持。
