解析 BE1 亚群噬菌体 Persimmon 全基因组：解锁链霉菌生物技术新工具

《Microbiology Resource Announcements》：Whole-genome sequence of subcluster BE1 Streptomyces lividans bacteriophage Persimmon

为助力开发链霉菌（Streptomyces）相关生物技术应用，研究人员开展对感染变铅青链霉菌（Streptomyces lividans）的 BE1 亚群噬菌体 Persimmon 的研究。结果显示其基因组长度为 131,421bp，有 231 个蛋白编码基因，GC 含量 50.0% 。该研究为相关生物技术发展提供依据。

Persimmon 是一种感染变铅青链霉菌（Streptomyces lividans）的 BE1 亚群噬菌体，具有长尾噬菌体（Siphoviral）形态，从土壤样本中分离得到。它的基因组长度为 131,421bp，包含 231 个蛋白编码基因，GC 含量为 50.0%，这与高 GC 含量的宿主存在差异。

在生物技术领域，链霉菌因其在开发蛋白质分泌和无细胞表达系统方面的潜力而备受关注。识别链霉菌噬菌体有助于利用噬菌体衍生的生物技术工具推动这些应用。

Persimmon 于 2021 年 9 月 6 日从深度 8 厘米的土壤样本（GPS 坐标：北纬 38.643333°，西经 90.291389°）中直接分离。具体过程为：将土壤样本在添加 8mM Ca (NO₃)₂和 0.5%（w/v）葡萄糖的 Difco 营养肉汤中洗涤，过滤后的肉汤（孔径 0.02μm）铺板，覆盖含有约 10⁶个活孢子（NRRL B - 16148）的顶层琼脂，在 30°C 下培养。经过三轮纯化，Persimmon 形成直径约 1mm 的清晰圆形噬菌斑。通过负染（1% 醋酸铀）透射电子显微镜（TEM）观察，发现其具有长尾噬菌体形态，测量其尾部长度为 349±16nm，头部长度为 78±5nm，头部宽度为 73±3nm（n = 39，平均值 ± 标准差）。

Persimmon 的基因组 DNA 从裂解物中使用 DNeasy Blood & Tissue Kit（QIAGEN，货号 69506）提取。制备 Kapa Biosystems 高通量文库，并在 Illumina NovaSeq 6000 上进行双端索引 2×150 读长测序。测序读段经 Trimmomatic 0.38 版本修剪，由 Newbler（Roche）进行组装，最终 154× 覆盖度的组装结果通过 Consed v29.0 手动检查验证。基因组长度为 131,421bp，GC 含量 50.0%，通过读段覆盖度约两倍增加确定存在 10,610bp 的直接末端重复。基于基因内容相似性，Persimmon 被归类为 BE1 亚群。

通过 DNA Master v5.23.6、Glimmer v3.02、GeneMark v2.5p、Starterator v1.2、NCBI BLAST 搜索非冗余和放线菌噬菌体数据库以及 Phamerator 进行位置注释；通过 HHpred 搜索 PDB mmCIF70、Pfam - A 和 SCOPe 数据库、BLASTp 以及 DeepTMHMM 进行功能注释；使用 ARAGON v1.2 和 tRNAscan - SE v2.0 注释 tRNA 和 tmRNA，所有软件均使用默认设置。最终鉴定出 231 个蛋白编码基因、45 个 tRNA 和 1 个 tmRNA。

Persimmon 基因组的 GC 含量（50.0%）与宿主（72.2%）不同，但与其他 BE1 亚群噬菌体相符。类似现象在分枝杆菌噬菌体 Patience 中也有发现。Persimmon 丰富的 tRNA 和 tmRNA 可能减轻噬菌体 - 宿主 GC 含量差异带来的潜在有害影响。

Persimmon 的 231 个基因代表 208 个蛋白质家族（phams），其中 96 个是 BE 簇噬菌体特有的，主要编码酶和核酸结合蛋白；其余 112 个 phams 主要由结构和组装基因组成。此外，BE 簇噬菌体中缺乏整合酶或阻遏蛋白基因，表明其具有裂解性的生活方式。

致谢：感谢圣路易斯华盛顿大学医学院的 Wandy Beatty 博士在透射电子显微镜方面提供的帮助，同时感谢霍华德?休斯医学研究所和圣路易斯华盛顿大学生物学系的资助。