Compendium of 530 metagenome-assembled bacterial and archaeal genomes from the polar Arctic Ocean

基因组 北极的 生物地球化学循环 生态学 生物 古细菌 微生物生态学 海洋学 基因组 细菌 基因 遗传学 地质学
作者
Marta Royo‐Llonch,Pablo Sánchez,Clara Ruiz‐González,Guillem Salazar,Carlos Pedrós‐Alió,Marta Sebastián,Karine Labadie,Lucas Paoli,Federico M. Ibarbalz,Lucie Zinger,Benjamin Churcheward,Marcel Babin,Peer Bork,Emmanuel Boss,Guy Cochrane,Colomban de Vargas,Gabriel Gorsky,Nigel Grimsley,Lionel Guidi,Pascal Hingamp
出处
期刊:Nature microbiology [Nature Portfolio]
卷期号:6 (12): 1561-1574 被引量:89
标识
DOI:10.1038/s41564-021-00979-9
摘要

The role of the Arctic Ocean ecosystem in climate regulation may depend on the responses of marine microorganisms to environmental change. We applied genome-resolved metagenomics to 41 Arctic seawater samples, collected at various depths in different seasons during the Tara Oceans Polar Circle expedition, to evaluate the ecology, metabolic potential and activity of resident bacteria and archaea. We assembled 530 metagenome-assembled genomes (MAGs) to form the Arctic MAGs catalogue comprising 526 species. A total of 441 MAGs belonged to species that have not previously been reported and 299 genomes showed an exclusively polar distribution. Most Arctic MAGs have large genomes and the potential for fast generation times, both of which may enable adaptation to a copiotrophic lifestyle in nutrient-rich waters. We identified 38 habitat generalists and 111 specialists in the Arctic Ocean. We also found a general prevalence of 14 mixotrophs, while chemolithoautotrophs were mostly present in the mesopelagic layer during spring and autumn. We revealed 62 MAGs classified as key Arctic species, found only in the Arctic Ocean, showing the highest gene expression values and predicted to have habitat-specific traits. The Artic MAGs catalogue will inform our understanding of polar microorganisms that drive global biogeochemical cycles.
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