Значения ДНК-ДНК-гибридизации и их связь со сходством полногеномных последовательностей

С 1960-х годов специалисты по систематике бактерий используют значения ДНК-ДНК-гибридизации (DDH) для определения родства между штаммами; этот показатель до сих пор остаётся важнейшим критерием разграничения бактериальных видов. Поскольку степень гибридизации двух штаммов в конечном счёте определяется последовательностями их геномов, мы оценили количественную связь между значениями DDH и параметрами, рассчитанными по последовательностям геномов, в том числе средней нуклеотидной идентичностью общих генов (ANI) и долей консервативной ДНК. Для 28 штаммов, геномные последовательности которых были доступны, определили 124 значения DDH. Штаммы относились к шести важным и разнообразным группам бактерий; идентичность последовательностей генов 16S рРНК внутри каждой группы превышала 94%. Для каждой пары штаммов обнаружена тесная связь между значениями DDH и ANI, а также между ДНК-ДНК-гибридизацией и долей консервативной ДНК. Рекомендуемому порогу 70% DDH для разграничения видов соответствовали 95% ANI и 69% консервативной ДНК. Если анализ ограничивали белок-кодирующей частью генома, 70% DDH соответствовали 85% консервативных генов в паре штаммов. Эти результаты свидетельствуют о значительном разнообразии генов в рамках современного понятия «вид». Анализ взаимных значений показал, что экспериментальная погрешность метода DDH слишком велика, чтобы выявлять небольшие различия размера генома между исследованными штаммами. Сделан вывод, что для штаммов с доступными геномными последовательностями значения ANI могут точно заменить значения DDH.