微生物是地球上数量众多、形式多样的生命形式。据推算，大约有1011-1012种微生物存在于地球的各个生物圈中。长久以来，我们对微生物世界的认知主要来源于基于平板分离法得到的纯培养菌株，利用传统培养法分离微生物至今的上百年，成千上万种微生物得以分离，但截至目前，可培养微生物仅占总微生物的极少部分。
随着高通量测序技术的迅猛发展, 基于宏基因组和单细胞基因组技术，借助生物信息学分析手段，研究人员从环境中发现了大量的未培养微生物，且很多都是生命之树上的新分支。CSP1-3就是一类没有纯培养物且研究甚少的类群。
本研究从热泉原始样品的宏基因组数据中重构了CSP1-3类群的基因组，结合NCBI数据库中的基因组，最终选取112条完整度大于80%，污染度小于5%的CSP1-3类群基因组进行分析。系统发育结果显示，这112条基因组所代表的菌株属于同一门，可划分为5个不同的科，11个属和25个种（图1）。
这些基因组所代表的菌株广泛分布于世界各地，土壤和热泉是适合该类群生存的生境（图1）。基因组分析结果显示，该门类群的菌株是兼性厌氧微生物，能通过还原性甘氨酸途径（RGP）、卡尔文循环（CBB）和伍德-永达尔通路（WLP）进行碳固定实现自养生长，氢化酶的存在及硫化物的氧化是自养生长过程中主要的能量来源（图2）。
采用自养培养基在厌氧条件下对CSP1-3类群进行富集，荧光原位杂交（FISH）实验及扩增子结果显示，CSP1-3类群被成功富集且丰度有明显的提高。同时，宏转录组及稳定同位素核酸探针（DNA-SIP）技术分析结果进一步证实了CSP1-3类群的化能自养功能（图3）。
进化分析表明，CSP1-3类群的祖先能通过RGP进行自养生长并产生乙酸，且该功能在该门类群之间进行垂直传递，而CBB、WLP和反硝化功能则是通过不同的水平基因转移事件获得（图4）。
最终，本研究将该门类群命名为中大微菌门(Sysuimicrobiota phy. nov.)。该研究通过多组学技术和富集培养手段，系统深入地探究了中大微菌门的多样性，空间分布格局，参与的生态功能角色和进化历史，拓展了对未培养细菌的认知，完善了热泉微生物生态功能过程理论，也为极端环境微生物新资源的挖掘提供了一种可能的思路和策略。
在科学探索的无垠征程中，中山大学生命科学学院李文均教授科研团队再次取得了令人瞩目的突破性成果。这个细菌门类被赋予了一个饱含敬意与荣耀的名字—中大微菌门，为正值百年校庆的中山大学献上了一份意义非凡、独具匠心的厚礼。
图1 中大微菌门（Sysuimicrobiota）的系统发育（a）及生境分布（b）
图2 中大微菌门（Sysuimicrobiota）的代谢通路
图3 富集培养（a），转录组（b）及DNA-SIP（c）实验结果证实了中大微菌门（Sysuimicrobiota）的化能自养能力
图4 中大微菌门（Sysuimicrobiota）的进化历史
该成果以题为“Insights into chemoautotrophic traits of a prevalent bacterial phylum CSP1-3, herein Sysuimicrobiota”的论文发表在《National Science Review》学术期刊上。
中山大学博士后刘兰为本论文的第一作者，李文均教授和焦建宇副研究员为共同通讯作者。连政汉、吕爱萍、李蒙蒙、谭莎、罗振豪、袁洋、明语真、欧阳玉婷、刘泽涛、胡超建、陈瑛，印度国家农业食品生物技术研究所Nimaichand Salam，天津大学张坚超副研究员，广东省科学院生态环境与土壤研究所孙蔚旻研究员，中国科学院新疆生态与地理研究所高磊博士，中国科学技术大学花正双教授、李昱娴博士后，华南师范大学束文圣教授及内华达大学拉斯维加斯分校Brian P. Hedlund教授为本文的共同作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家科技基础资源调查计划等项目的资助。
