从杨树根际和内生菌中分离出的5株Variovorax菌株的完整基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequences of five Variovorax strains isolated from the Populus rhizosphere and endosphere

基因组测序显示五个Variovorax菌株（BK018, GV025, GV048, YR566, WT075）来自杨树根系不同环境，基因组大小7.44-7.71 Mbp，含6077-6879个预测蛋白编码基因，支持植物-微生物互作研究。

　　

摘要

我们报告了从温室和田间环境中分离出的五种Variovorax菌株的完整基因组序列。这些菌株的基因组大小在7.44到7.71 Mbp之间，编码了6,077至6,879个预测的蛋白质编码基因。这些基因组序列扩展了已知在植物相关环境中存在的Variovorax的基因组目录。

公告

Variovorax属（Burkholderiales科，Comamonadaceae科）是一类具有多种代谢能力的细菌，栖息在土壤和植物根部（1–6）。我们报告了从与Populus相关的栖息地中分离出的BK018、GV025、GV048、YR566和WT075菌株的完整基因组序列，以支持对该属的生态和功能多样性研究。

这些菌株是通过在28°C下培养R2A琼脂平板2天后，通过稀释平板法从Populus根部分离得到的。BK018来源于佐治亚州贝尔维尔（32.1348° N, 81.9657° W）的一株P. deltoides树，YR566来源于北卡罗来纳州耶路撒冷（35.8381° N, 80.4856° W）的一株P. deltoides树。WT075是从华盛顿州纳奇斯（46.7024° N, 120.6601° W）的一株P. trichocarpa树的根际土壤中分离得到的。GV025和GV048是从在橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）温室中培养的P. trichocarpa植物的表面消毒根部分离得到的，这些根部分别接种了来自俄勒冈州科瓦利斯（44.5880° N, 123.1935° W）的一个P. trichocarpa共同花园的土壤。在基因组测序之前，首先通过16S rRNA基因扩增（引物27F/1492R）、Sanger测序（Eurofins Genomics，肯塔基州路易斯维尔）和与NCBI rRNA数据库的BLASTn比对进行分类鉴定，结果显示与Variovorax属物种的相似度≥99%。

将冷冻菌株在R2A琼脂上复苏，然后将单个菌落培养在28°C的R2A肉汤中过夜以提取DNA。使用DNeasy Blood and Tissue Kit（Qiagen）分离基因组DNA，并用0.1× TE缓冲液洗脱。WT075的文库是在实验室使用Oxford Nanopore Technologies（ONT）的Ligation Sequencing Kit制备的，无需剪切或大小选择，并在R10.4.1 MinION流式细胞仪上进行测序。其余菌株的文库由Plasmidaurus（肯塔基州路易斯维尔）使用ONT Ligation Sequencing Kit制备，并在GridION R10.4.1流式细胞仪上使用V14化学试剂进行测序。高分子量DNA在无需额外剪切或大小选择的情况下进行了标记，遵循无扩增连接的协议。WT075的碱基调用使用Dorado v0.7.1（ONT）的高精度模型；其余菌株使用Guppy v6.4.6（ONT）。每个菌株产生了87k至104k条读段（N50：15.2–18.6 kb）。使用Filtlong v0.2.1（最小Q值≥10，保留前95%的读段）进行过滤，然后使用Trycycler v0.5.4、Flye v2.9.4、Raven v1.5.3、Miniasm v0.3和Minipolish v0.1.3进行组装，并使用Medaka v2.0.1进行优化。除非另有说明，否则使用默认参数。

WT075的基因组被组装成一个环状染色体，而其他所有菌株各自产生了两个环状contig。测序覆盖度在40.7×到72.0×之间（表1）。基因组大小在7.44到7.71 Mbp之间，GC含量在66.1%到69.3%之间。Prokka v1.14.6预测每个基因组含有6,077至6,879个蛋白质编码基因（14）。通过识别重叠末端并使用Trycycler进行修剪来确认基因组的环状结构；contig没有被旋转到特定的基因上。

表1

表1 新测序的Variovorax菌株的基因组统计信息

菌株	基因组大小（bp）	GC含量（%）	N50	预测基因数	完整性（%）/污染率（%）	Contig 1长度（bp）	Contig 1覆盖度
Contig 2长度（bp）	Contig 2覆盖度
BK018	7,593,393	67.7	6,331,524	6,618 （6,611个独特基因）	100/0.47	6,331,524	65.6
1,261,869	63.8
GV025	7,489,868	69.3	5,711,485	6,085 （6,077个独特基因）	100/0.53	5,711,485	62.8
1,778,383	72
GV048	7,489,859	69.3	5,711,476	6,085 （6,078个独特基因）	100/0.53	5,711,476	66.5
1,778,383	66.3
WT075	7,447,132	67.1	7,447,132	6,517 （6,470个独特基因）	100/0.62	7,447,132	40.7
YR566	7,705,554	66.1	7,249,798	6,879 （6,852个独特基因）	100/0.47	7,249,798	65.1
455,756	56.5

分类鉴定（GTDB-Tk v2.3.2 [15]）、ANI比较（FastANI v0.1.3 [16]）和系统发育定位（SpeciesTree v2.2.0 [17], 图1）在KBase (18）中完成。BK018被鉴定为Variovorax paradoxus A，WT075被鉴定为Variovorax sp003952185（ANI ≥98.6%）。GV025和GV048的ANI为99.99%，并与Variovorax sp. OK212（ANI 91.6%）归为一组，而YR566被分类为Variovorax sp900106655（ANI 95.8%）。

图1

图1 基于KBase中的SpeciesTree v2.2.0计算的49个核心通用细菌蛋白的最大似然系统发育树。新测序的五个菌株以蓝色显示。之前从Populus树中分离出的Variovorax菌株以粗体显示。分支支持值和刻度条表示每个位置的替换次数。

致谢

本研究由美国能源部科学办公室的基因组科学计划（Genomic Science Program）资助，属于植物微生物界面科学重点领域（http://pmi.ornl.gov）。橡树岭国家实验室由UT-Battelle, LLC为美国能源部管理，合同编号为DE-AC05-00OR22725。