新西兰辐射松林土壤中Leifsonia sp. McL0608菌株的完整基因组图谱及其次级代谢产物合成潜能解析

《Microbiology Resource Announcements》:A complete genome sequence of Leifsonia sp. McL0608, a soil bacterium from Pinus radiata forest

【字体: 时间:2025年10月22日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.6

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  本研究报道了从新西兰辐射松(Pinus radiata)林土壤中分离的Leifsonia sp. McL0608菌株的完整基因组序列(4.2 Mb)。通过纳米孔(Nanopore)测序和组装,揭示了其含有3,942个编码序列(CDS),并预测了其合成烷烃、萜类、生长素(auxins)等多种生物活性物质的生物合成基因簇(BGCs),为理解放线菌(Actinobacteria)的生态功能及开发微生物资源提供了重要基因组基础。

  
ABSTRACT
Leifsonia sp. McL0608,分离自新西兰的辐射松(Pinus radiata)森林土壤,其完整的4.2 Mb环状基因组已通过纳米孔(Nanopore)读长组装完成。基因组注释鉴定出3,942个编码序列(CDS),并预测了烷烃、萜类和生长素(auxins)的生物合成途径。
ANNOUNCEMENT
辐射松(Pinus radiata D Don)是全球种植最广泛的树种之一。辐射松人工林下的土壤支撑着重要的生态系统服务,如养分循环、碳储存和生物多样性。放线菌(Actinobacteria)约占与辐射松根和土壤相关的细菌群落的20%。尽管分布广泛,但大多数放线菌的功能和生态作用描述甚少。将培养分离株的注释基因组纳入参考数据库对于改进测序数据的功能解读至关重要。
Leifsonia sp. McL0608于2022年秋季从新西兰一处第二茬轮作辐射松人工林(南纬43.4656度,东经172.3992度)0–10厘米深度的表土中分离得到。该土壤被归类为冲积平原的河流新成土,多石、排水良好且贫瘠。将土壤与水按1:100混合振荡4小时,然后系列稀释至10?6 g土壤/mL。取100 μL等分试样涂布于Reasoner’s 2A琼脂平板,在黑暗条件下室温培养直至形成单菌落。一周后,一个圆形乳白色菌落通过使用785F/907R引物(Macrogen;韩国)的全长16S rRNA基因测序进行初步鉴定,经对NCBI RefSeq 16S rRNA数据库(版本229)进行BLASTn version 2.16.0+搜索,显示与Diaminobutyricibacter tongyongensis(GenBank登录号NR_134019.1)相似。
使用Wizard Genomic DNA Kit(Promega, USA)并遵循制造商针对革兰氏阳性菌的方案提取DNA。基因组DNA使用长读长牛津纳米孔技术(ONT; UK)在PromethION平台上使用FLO-MIN114 R10.4.1流动池进行测序。使用Rapid Barcoding Kit V14(SQK-RBK114.96)按照ONT DNA V14方案准备测序文库;未进行剪切或大小选择。使用Guppy version 6.3.9进行“超精确”碱基识别。
测序运行68小时,产生28,663条读长(平均长度3,363 bp;最大长度77,981 bp;N50 8,698 bp)。使用chopper version 0.8.0以Q值10进行质量控制和修剪;57%的读长通过质量过滤。使用raven-assembler version 1.8.3组装基因组,并使用medaka version 1.12.1进行抛光。
基因组包含单个重叠群,N50和总大小为4,196,112 bp,GC含量为66.74%,覆盖深度为21×。使用Bandage version 0.8.1确认了基因组的环状性质,显示为一个闭合的环状重叠群,无死端或断裂。基因组未进行旋转。
使用NCBI原核基因组注释管道(PGAP)version 6.7进行基因组注释,得到3,942个CDS(蛋白质编码序列)、3个rRNA、46个tRNA和1个tmRNA。使用antiSMASH version 8.0和RAST预测次级代谢,发现了非α多聚氨基酸、核糖体合成和翻译后修饰肽(RiPPs)、III型聚酮合酶(PKS)、萜类合成、生长素合成以及烷烃生物合成的基因。
McL0608的分类地位最初基于基因组系统发育学(使用基因组分类数据库GTDB version 10-RS226)被划归Diaminobutyricibacter属。然而,该属后来被重新分类为Leifsonia的晚出异名。
ACKNOWLEDGMENTS
感谢新西兰环境坎特伯雷局提供进入森林和采集土壤的便利。本研究由新西兰商业、创新和就业部(MBIE) Endeavour基金合同C04 × 2002“树木微生物组项目:气候防护森林的根源”资助。同时还获得了森林种植者征税信托基金的资助。
DATA AVAILABILITY
完整基因组序列可在GeneBank登录号CP154826.1下获取,纳米孔原始读长可在SRA登录号SRX29315190下获取。所有由antiSMASH和RAST预测的次级代谢产物均在Figshare上公开可用(https://doi.org/10.6084/m9.figshare.29178488)。
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