耐铜海洋慢速动物球菌BARC菌株全基因组测序及其生物膜形成机制研究

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequence of copper-tolerant Mammaliicoccus lentus strain BARC

本文报道了从孟加拉湾钛合金表面分离的耐铜生物膜形成菌——慢速动物球菌（Mammaliicoccus lentus）BARC菌株的完整基因组序列（2.9 Mb，GC含量31.89%）。研究通过牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore）测序和Flye组装获得单一环状 contig，注释发现2,988个基因（含7个抗生素抗性基因和2个CRISPR-Cas位点），为探究其重金属耐受（Cu(II)）及生物膜形成机制提供了遗传基础。

　　

ABSTRACT

本研究报道了耐铜且能形成生物膜的慢速动物球菌（Mammaliicoccus lentus）BARC菌株的完整基因组序列。该菌株分离自暴露于孟加拉湾的钛合金试片表面形成的海洋生物膜。其基因组为单一环状 contig，大小为2.9 Mb，GC含量为31.89%，包含2,988个基因，其中有2,623个编码序列（CDS）。

ANNOUNCEMENT

慢速动物球菌（Mammaliicoccus lentus）原归属于慢速葡萄球菌（Staphylococcus lentus），是一种革兰氏阳性、过氧化氢酶阳性、需氧的球菌，属于厚壁菌门（Bacillota）葡萄球菌科（Staphylococcaceae）。该菌被认为是多种农场动物共生的菌群组成部分，并已从人类、食品和水生环境中分离得到。

在先前的研究中，研究人员从部署在印度东南海岸卡尔帕卡姆（12.5238° N, 80.1568° E）沿海水域的钛合金试片表面形成的海洋生物膜中，分离出一株具有强生物膜形成能力的慢速动物球菌。该分离株表现出显著的铜耐受性，并在暴露于Cu(II)离子时形成汇合生物膜。本研究报道了其完整基因组序列。

该细菌分离株通过定期划线培养保存在Zobell海洋琼脂平板上。为提取DNA，将其接种于Zobell海洋肉汤中，于30°C、110 rpm条件下培养。基因组DNA使用QIAamp DNA Mini Kit从未培养过夜的液体培养物中提取，并通过Qubit 2.0荧光计进行定量。测序文库使用牛津纳米孔连接测序试剂盒制备，遵循制造商的操作流程。在文库制备过程中，使用了1 μg基因组DNA，且未进行任何打断步骤。在末端修复之前，使用0.6× AMPure XP磁珠纯化DNA以富集长片段。在连接接头的文库洗脱前，使用长片段缓冲液进行磁珠清洗，以选择性富集大于3-kb的片段用于测序。制备好的文库上样到MinION测序芯片上进行测序。碱基识别使用集成在MinKNOW软件中的Guppy工具完成。该测序运行产生了约129,000条读长，N50为2.9 Mb。使用Nanoplot v 1.46.1和FASTQC v 0.12.1评估读长质量，同时使用Porechop v 0.2.4进行接头修剪。修剪后的序列进一步使用Flye v 2.9.6进行从头组装。最终获得一个大小为2,912,039 bp的单一环状 contig，覆盖度为53×，GC含量为31.89%。基因组使用NCBI原核基因组注释流程进行注释，得到2,623个CDS、19个rRNA、57个tRNA，总计2,998个基因。使用Prokka v 1.14.6中的综合抗生素抗性数据库（CARD）RGI v 6.0.3检测到7个抗生素抗性基因。此外，使用CRISPR-CasFinder v 4.2.20检测到两个CRISPR-Cas基因座。与相关菌株的比较基因组分析表明，慢速动物球菌BARC具有稍大的基因组，这表明其基因组扩张有助于其形成强大的生物膜，并增强对重金属的抗性，从而促进其在动态海洋环境中的生存。

ACKNOWLEDGMENTS

作者衷心感谢WSCD负责人T.V. Krishna Mohan博士给予的支持。

本工作由巴巴原子研究中心（Bhabha Atomic Research Center）通过CG-VISION项目资助，隶属于原子能部（Department of Atomic Energy）。

A.R.P.：研究实施，研究方法，初稿撰写；H.J.：数据分析，审阅与编辑；D.P.：数据分析，研究方法；P.S.M.：菌株筛选；Y.V.N.：指导，审阅与编辑。

DATA AVAILABILITY

慢速动物球菌（Mammaliicoccus lentus）BARC菌株的完整基因组序列已存入GenBank，登录号为CP195296。原始测序数据已存入序列读段存档数据库，生物项目登录号为PRJNA1282891，SRA登录号为SRP607944。

REFERENCES

（参考文献列表，此处省略具体内容）