来自香港的抗真菌土壤分离株Serratia nematodiphila G5.M166的完整基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequence of Serratia nematodiphila G5.M166, an antifungal soil isolate from Hong Kong

香港土壤分离的Serratia nematodiphila G5.M166基因组测序完成，揭示其单环染色体（5,325,120 bp，59.49% G+C）及抗真菌相关基因（chiA/B/C、T6SS系统、swrW等），证实其抑制Aspergillus oryzae活性。

　　

摘要

通过杂交组装技术，完成了来自香港的具有抗真菌特性的土壤分离株Serratia nematodiphila G5.M166的完整基因组测序。该菌株拥有一个环状染色体，基因组大小为5,325,120 bp（G+C含量为59.49%）。

公告

Serratia nematodiphila属于复合群，已有文献报道其具有感染性（1, 2），但并非医院适应型菌株（3）。该菌株更常从无脊椎动物肠道（4–7）、植物（8）和土壤（9）中分离得到。S. nematodiphila菌株可通过促进磷酸盐溶解、产生植物激素、增强耐旱性和重金属耐受性（8–11）以及其杀虫和抗真菌活性（12, 13）来促进植物生长。此外，其在重金属环境中的适应能力也被用于纳米颗粒的合成（14）。在本研究中，发现土壤分离株S. nematodiphila G5.M166对Aspergillus oryzae具有拮抗作用。

从香港Pak Lap采集了1克土壤样本（坐标：22.351833N, 114.356167E；采集日期：2022-11-04），将其加入19毫升0.9%（重量/体积）的盐水中涡旋混合后静置5分钟。稀释1000倍后，取100微升样本涂布在Luria琼脂平板上（15），并在27°C下培养48小时。虽然这种培养基有利于细菌生长，但观察到的丝状真菌数量足以证明G5.M166菌落周围出现了菌丝生长抑制现象。将该菌落传代至Luria琼脂平板上纯化，并通过在水稻（16）和SDA琼脂平板（17）上的双重培养实验验证了其对Aspergillus oryzae的抗真菌活性（培养时间：72小时）。随后将G5.M166菌落划线接种到Luria琼脂平板上，过夜培养后使用DNeasy PowerSoil Pro Kit（QIAGEN GmbH）提取DNA。所有琼脂培养均在27°C下进行。

使用NEBNext Ultra DNA Library Prep Kit（Illumina公司）制备的paired-end短读长序列库，通过NovaSeq 6000平台及SP PE250 flowcell和v1.5 Reagent Kit进行测序。共获得3,739,950条原始读长（平均长度250 bp）（SRX30105555），并使用TrimGalore! v0.6.7（https://github.com/FelixKrueger/TrimGalore）（严格度：3；-e：0.2）进行质量过滤和修剪，得到1,866,637对读长（平均长度248 bp，总长度463 Mbp）。长读长序列库则使用Rapid Barcoding Kit SQK-RBK004从相同DNA样本中制备，不进行大小筛选，通过Oxford Nanopore的Spot-ON Flow Cell（vR9.4.1）和MinION测序仪（MinKNOW v20.06.2软件）进行测序，碱基 calling采用Guppy v6.1.55（高精度模式）。最终长读长数据集包含324,192条原始读长（平均长度3,838 bp，N50值为6,368）（SRX30105556），并使用Filtlong v0.2.1（https://github.com/rrwick/Filtlong）（min_length：2000；target_bases：500Mbp；length_weight：10）进行修剪，筛选出88,309条读长（平均长度8,744 bp，N50值为9,035；总长度772 Mbp）用于基因组组装。除非另有说明，所有软件均使用默认参数。

使用Unicycler v0.5.0（18）对NovaSeq和MinION过滤后的数据集进行杂交组装、重叠去除和序列旋转处理，得到一个环状染色体（5,325,120 bp，G+C含量为59.49%，平均覆盖度为146倍；序列方向调整为起始方向），然后提交至NCBI PGAP v6.10（19）进行注释。JSpecies v5.0.2（20）分析显示，G5.M166与模式株Serratia nematodiphila DSM 21420（GCF_000738675.1）的核苷酸同源性为98.00%（通过BLAST+ v2.11.0计算21）。

根据NCBI PGAP v6.10的预测或Uniprot v2025_03（22）和SecReT6 v3（23）的BLAST结果，与抗真菌活性相关的染色体基因列在表1中。

表1

表1 根据NCBI PGAP v6.5（19）的预测，以及Uniprot v2025_03（22）(*)和SecReT6 v3（23（**）的BLAST结果，显示了G5.M166中可能与抗真菌活性相关的基因（^a）

Enterobactin生物合成相关基因：异色菌素合成酶（EC 3.3.2.1）氰化氢合成酶亚基HcnC丙酮醇酸生物合成相关基因：α-乙酰乳酸脱羧酶（EC 4.1.1.5）

基因	NCBI位点	活性	参考文献
*chiA *chiB *chiC chbG	ACRA7N_00425 ACRA7N_18680 ACRA7N_06155 ACRA7N_03865	几丁质酶A、B和C（EC 3.2.1.14）；几丁质二糖脱乙酰酶（EC 3.5.1.105）	（16, 23, 24）
cueR-*pigABCDEF- *pigGHIJKLMN-copA	ACRA7N_05390至ACRA7N_05315	Prodigiosin合成相关基因	（25–27）
**T6SS区域1	ACRA7N_15615至ACRA7N_15845	VI型分泌系统：将毒性效应蛋白输送至目标真菌细胞	（28, 29）
**T6SS区域2	ACRA7N_16380至ACRA7N_16505
*swrW	ACRA7N_23195	推测的serrawettin W1合成酶	（27）
*entB	ACRA7N_01375	（30）
*hcnC	ACRA7N_09215	（30）
budA	ACRA7N_18460	（30）

^a

Uniprot的BLAST数据可访问地址：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30261607；T6SS相关预测结果可访问地址：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30273802。