两种具有酿酒学价值的Starmerella bacillaris菌株的基因组序列草图：FC54和MUT5705

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome sequences of two strains of Starmerella bacillaris of enological interest, FC54 and MUT5705

星形酵母（Starmerella bacillaris）FC54和MUT5705菌株基因组测序完成，揭示其高遗传多样性（99.59%平均核苷酸相似性），9.5 Mb基因组含3条染色体，GC含量39.5%，总线粒体基因缺失。该物种在葡萄酒混合发酵中具有产甘油、增酸及耐乙醇特性，对品质调控及生物防控有重要价值。

　　

摘要

Starmerella bacillaris是一种非Saccharomyces属的酵母，与葡萄酒酿造领域密切相关。我们提供了FC54和MUT5705菌株的全基因组序列，这些菌株之前是从葡萄中分离出来的，并已对其葡萄酒酿造特性进行了广泛研究。鉴于现有的基因组资源有限，这些数据为了解该物种的遗传多样性和异质性提供了宝贵的见解。

公告

Starmerella bacillaris（以前称为Candida zemplinina）因其独特的葡萄酒酿造特性而受到关注（1）。它在全球范围内普遍存在于葡萄上以及葡萄酒发酵过程中（2）。它与Saccharomyces cerevisiae混合发酵时，对其对葡萄酒成分和质量的影响已被广泛研究（3）。这种喜果、产酸、耐寒且耐渗透压的酵母非常适合用于甜酒的发酵（2），同时还可以作为生物控制剂来抑制有害微生物（4、5）和害虫（6）。在葡萄酒发酵过程中，大多数Starm. bacillaris菌株产生的乙醇较少，而甘油较多（7–9）。它们可以增加总酸度，而乙醛、乙酸和丙酮酸的产生则取决于具体的菌株（2、10）。此外，该物种还能耐受高浓度的乙醇（1）。

Starm. bacillaris是一种单倍体物种，没有孢子形成的现象（11）。基因组测序和核型分析显示其拥有三条染色体，基因组大小约为9 Mb（12、13），并且不同分离株之间存在较高的遗传多样性（12）。在这里，我们介绍了两种Starm. bacillaris菌株的基因组草图：FC54和MUT5705，它们是从意大利弗留利-威尼斯-朱利亚地区的Vitis vinifera L. cv. Picolit葡萄中分离得到的（14）。这两种菌株都经过了表型鉴定，并因其在与S. cerevisiae混合发酵中的表现而被选中。MUT5705属于意大利都灵大学生命科学和系统生物学系的Mycotheca Universitatis Taurinensis MUT系列（1）。

为了进行全基因组测序，Starm. bacillaris菌株在YPD琼脂培养基（含有10 g/L酵母提取物、20 g/L蛋白胨、20 g/L葡萄糖和15 g/L琼脂）上培养3天，然后在YPD肉汤中接种并在25°C下孵育24小时。高质量基因组DNA使用Epicenter Masterpure DNA纯化试剂盒（Epicenter，美国威斯康星州麦迪逊）提取。文库制备使用Illumina DNA Prep (M) Tagmentation试剂盒，并在意大利特伦托大学的NovaSeq 600 S4流式测序仪上进行测序（1）。

通过平均核苷酸同一性测量，这两种Starm. bacillaris菌株的基因组相似度为99.59%（15）。基因组组装使用SPAdes v.4.2.0软件和默认参数完成（16）。FC54的核基因组大小为9.5 Mb，MUT5705的草图基因组大小也为9.5 Mb。FastQC v.0.11.9软件用于评估读取质量。FC54菌株共产生了24,182,418条原始读段，平均覆盖深度为371倍，总基因组覆盖率为381倍；MUT5705菌株产生了14,992,784条读段，平均覆盖深度为235倍，基因组覆盖率为230倍。FC54和MUT5705的GC含量分别为39.5%和39.5%。FC54基因组组装的质量很高，表现为有837个支架结构（N₅₀长度为769.9 kb，L50为6），而MUT5707有589个支架结构（N₅₀长度为601.6 kb，L50为6）。使用BUSCO v.5.8.2软件（17）评估了组装的完整性，根据Saccharomycetes_odb10数据库中的完整和部分目标，估计两种菌株的基因组完整性均为75.4%。

致谢

本研究的部分工作是在DOMINO项目的框架下完成的，该项目获得了欧盟“地平线欧洲”（Horizon Europe）研究与创新计划的资助（授权协议编号101060218）。MM和AQ感谢西班牙政府通过MCIN/AEI项目将IATA-CSIC认定为Severo Ochoa卓越中心（CEX2021-001189-S/MCIN/AEI/10.13039/501100011033）。