生物学的窒素固定は窒素ガスをアンモニアへ変換し、海洋生態系に新たな利用可能な窒素を供給する。しかし、異栄養細菌間における窒素固定の分布を規定する進化過程は未解決のままである。ThalassolituusはOceanospirillaceae科（Oceanospirillales目）に属する属であり、主に炭化水素分解で知られるが、窒素固定は培養株で1つの単離株でのみ確認されている。そこで、より広いOceanospirillaceaeゲノムデータセットの中でThalassolituusに割り当てられた74の品質フィルタ済みゲノムを解析し、最小限のnifHDKENB遺伝子セットの分布と進化史を復元した。25のゲノムは完全またはほぼ完全なnif座をコードしており、支持の高い4つのクレードに出現したが、その一方で経路を欠くゲノムが点在していた。NifHDKおよびNifHDKENBタンパク質アラインメントを連結した場合の連結アライメントに基づく種ツリーのトポロジーは、統計的トポロジーテストによって棄却された。さらに、nif座にまたがる11の組換えイベントが、少なくとも4種類の検出手法によって支持された。中核となるnifHDK遺伝子の遺伝子順序は概ね保存されていたが、アクセサリ領域の近傍はクレード間で異なり、構造的なnifHDK遺伝子は生合成に関わるnifENB遺伝子よりもコドン適応が強かった。クレード2は、種樹と遺伝子樹の一致、保存的な遺伝子近傍、比較的高いnifHコドン適応を併せ持った。一方でクレード1と4では、系統学的な不一致がより大きく、組換えが多く、コドン適応が弱かった。これらの結果は、Thalassolituusにおける網状（レティキュレート）な進化史を支持する。すなわち、側方獲得が窒素固定を異なる系統へ導入し、一部のクレードでは垂直継承によってそれが保持され、さらに相同組換えがnif座の再編成を継続して引き起こした。これらの過程は、近縁な海洋性異栄養細菌群の間で窒素固定が不均一に分布する理由の説明に役立つ。
https://doi.org/10.64898/2026.08.28.747955