International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

Mặc dù có những tiến bộ gần đây trong các hệ thống xác định tối ưu hóa thương mại, việc xác định vi khuẩn vẫn là một nhiệm vụ thách thức trong nhiều phòng thí nghiệm vi sinh học hàng ngày, đặc biệt là trong các tình huống mà các chủng loại thuần khiết mới về phân loại được tham gia. Gene 16S rRNA đã được sử dụng rộng rãi cho nhiệm vụ này khi kết hợp với một cơ sở dữ liệu được biên soạn tốt, chẳng hạn như EzTaxon, chứa các trình tự của các chủng điển hình của các loài prokaryotic có tên xuất bản hợp lệ. Mặc dù cơ sở dữ liệu EzTaxon đã được sử dụng rộng rãi để xác định các chủng prokaryotic trong thực tiễn, các trình tự từ các prokaryote không nuôi cấy vẫn chưa được xem xét. Tại đây, cơ sở dữ liệu thế hệ tiếp theo, được gọi là EzTaxon-e, được giới thiệu chính thức. Cơ sở dữ liệu mới này không chỉ bao gồm các loài trong hệ thống đặt tên chính thức mà còn các phylotype có thể đại diện cho các loài trong tự nhiên. Ngoài chức năng xác định dựa trên các tìm kiếm Đường dẫn Canh tác Mức cục bộ Căn bản (blast) và căn chỉnh trình tự toàn cầu theo từng cặp, một phương pháp khách quan mới để đánh giá mức độ hoàn thiện trong việc giải trình tự được đề xuất. Tất cả các trình tự được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu EzTaxon-e đã trải qua phân tích phát sinh loài và điều này đã dẫn đến một hệ thống phân loại phân cấp hoàn chỉnh. Đã kết luận rằng cơ sở dữ liệu EzTaxon-e cung cấp một nền tảng phân loại hữu ích cho việc xác định các prokaryotes đã nuôi cấy và chưa nuôi cấy và cung cấp một phương tiện giao tiếp giá trị giữa các nhà vi sinh học thường xuyên gặp các chủng loại thuần khiết mới về phân loại. Cơ sở dữ liệu và các chức năng phân tích của nó có thể được tìm thấy tại http://eztaxon-e.ezbiocloud.net/.

Trong số các chỉ số liên quan đến gen hiện có, tính đồng nhất nucleotide trung bình (ANI) là một trong những phương pháp đo lường độ liên quan gen mạnh mẽ nhất giữa các chủng và có tiềm năng lớn trong phân loại vi khuẩn và vi khuẩn cổ như một phương pháp thay thế cho kỹ thuật lai DNA–DNA (DDH) tốn công sức. Một ngưỡng phạm vi ANI (95–96 %) cho việc phân định loài đã được đề xuất trước đây dựa trên điều tra so sánh giữa các giá trị DDH và ANI, mặc dù với các tập dữ liệu khá hạn chế. Hơn nữa, tính tổng quát của nó chưa được kiểm tra trên tất cả các nhánh của prokaryote. Ở đây, chúng tôi đã điều tra sự phân bố tổng thể của các giá trị ANI được tạo ra bởi sự so sánh từng đôi giữa 6787 bộ gen của prokaryote thuộc 22 ngành để xem liệu phạm vi đề xuất có thể được áp dụng cho tất cả các loài hay không. Có sự phân biệt rõ ràng trong sự phân bố ANI tổng thể giữa các mối quan hệ trong loài và liên loài tại khoảng 95–96 % ANI. Chúng tôi tiếp tục xác định mức độ tương đồng trình tự gen 16S rRNA nào tương ứng với ngưỡng ANI hiện tại được chấp nhận cho việc phân định loài bằng cách sử dụng hơn một triệu sự so sánh. Một bài kiểm tra thống kê kiểm tra chéo hai lần tiết lộ rằng 98.65 % sự tương đồng trình tự gen 16S rRNA có thể được sử dụng làm ngưỡng để phân biệt hai loài, điều này nhất quán với các đề xuất trước đó (98.2–99.0 %) bắt nguồn từ các nghiên cứu so sánh giữa DDH và sự tương đồng trình tự gen 16S rRNA. Những phát hiện của chúng tôi sẽ hữu ích trong việc tăng cường việc sử dụng dữ liệu trình tự gen trong phân loại vi khuẩn và vi khuẩn cổ.

Các trình tự gen 16S rRNA đã được sử dụng rộng rãi để xác định các prokaryote. Tuy nhiên, sự gia tăng của các trình tự vi sinh không phải là chủng điển hình và sự thiếu hụt cơ sở dữ liệu được xem xét bởi đồng nghiệp cho các trình tự gen 16S rRNA của các chủng điển hình đã làm cho việc xác định hàng loạt các mẫu hóa học trở nên khó khăn và tốn nhiều công sức. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tạo ra một cơ sở dữ liệu chứa các trình tự gen 16S rRNA của tất cả các chủng điển hình prokaryote. Thêm vào đó, một công cụ trực tuyến, có tên là EzTaxon, được xây dựng để phân tích các trình tự gen 16S rRNA nhằm đạt được xác định các mẫu hóa học dựa trên các giá trị tương đồng nucleotide theo cặp và các phương pháp suy diễn phát sinh loài. Hệ thống được phát triển cung cấp cho người dùng một công cụ tìm kiếm dựa trên độ tương đồng, căn chỉnh nhiều trình tự và các phân tích phát sinh loài khác nhau. Tất cả các chức năng này kết hợp với cơ sở dữ liệu trình tự gen 16S rRNA của các chủng điển hình có thể được sử dụng hiệu quả để xác định tự động và đáng tin cậy các mẫu hóa học prokaryote. Máy chủ EzTaxon có thể truy cập miễn phí qua Internet tại http://www.eztaxon.org/

Phân loại dựa trên ba yếu tố chính: đặc trưng, phân loại và đặt tên. Tất cả ba yếu tố này đều là những lĩnh vực năng động, nhưng mỗi bước đều phụ thuộc vào yếu tố mà nó kế thừa. Do đó, việc đặt tên cho một nhóm sinh vật phụ thuộc vào cách mà chúng được phân loại, và phân loại (giữa các yếu tố khác) phụ thuộc vào thông tin được thu thập từ kết quả của việc đặc trưng. Trong khi việc đặt tên được điều chỉnh bởi Bộ luật vi sinh vật học, thì phân loại và đặc trưng của prokaryote là một lĩnh vực không được quy định chính thức và trong đó có nhiều thay đổi đã diễn ra trong 50 năm qua. Mục đích của bài viết này là phác thảo các yếu tố chính trong cách mà prokaryote được đặc trưng, nhằm cung cấp cái nhìn tổng quát về một số cạm bẫy thường gặp trong các bài báo phân loại.

Danh sách tên vi khuẩn có thay đổi trong cách đặt tên (LPSN) đã được thu nhận vào tháng 11 năm 2019 bởi DSMZ và được ra mắt lại bằng một hệ thống sản xuất hoàn toàn mới vào tháng 2 năm 2020. Bài báo này mô tả chi tiết cấu trúc của trang web mới, cách điều hướng, bố cục trang, các tiện ích tìm kiếm và các tính năng mới.