编辑推荐：
为探究南极土壤微生物的奥秘，研究人员开展了对从南极土壤分离出的青海红球菌（Rhodococcus qingshengii）菌株 R 的全基因组测序研究。结果显示其基因组含一条染色体和两个质粒，编码众多蛋白及 RNA 基因。这有助于理解极端环境微生物过程。
本文报道了从南极土壤中分离出的青海红球菌（
Rhodococcus qingshengii）菌株 R 的完整基因组序列。该菌株是在 2010 年采集自南极博福特岛（南纬 76°58′23.6″，东经 166°58′23.6″，深度 20.5 厘米）的 5 克土壤样本建立的微观生态系统中分离得到的。研究人员在模拟微观生态系统的缺氧条件下，通过在添加了 0.5 克 / 升蛋白胨、5 毫摩尔乳酸盐和 10 毫摩尔柠檬酸铁的碳酸氢盐缓冲（30 毫摩尔）基础矿物盐培养基上进行连续稀释平板培养来分离该菌株。
虽然红球菌属（Rhodococcus）是典型的土壤栖息菌，但它也存在于多种栖息地和贫营养环境中。从南极极端环境分离出的菌株 R 具有还原 Fe (III) 的潜力，这表明它具备独特的代谢能力，可能对极地生态系统中的铁循环产生影响。这种特殊的地理来源和功能意义，使菌株 R 成为推进人们对极端环境微生物过程理解的理想模型。
研究人员采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）法，从上述条件下静置培养的细胞中提取基因组 DNA，并用同一 DNA 样本构建 PacBio 和 Illumina 文库。利用 Illumina NovaSeq 6000 和 PacBio II 测序仪进行测序。对于 PacBio 测序，使用 g - TUBEs 将 DNA 片段化，产生约 8 - 10kb 的片段用于长插入文库制备，随后通过 SMRTbell Express Template Prep Kit v 2.0 连接发夹适配器，再用 Sequel II System Chemistry 2 进行测序，并使用 SMRT Link v10.1 控制原始读数质量、校正错误和修剪接头。对于 Illumina 测序，使用 New England Biolabs 的 NEBNext Ultra DNA Library Prep Kit 构建平均插入片段大小为 350bp 的 DNA 文库，并在 Illumina NovaSeq 6000 仪器上采用双端测序（2×150bp）。分别使用 Filtlong v0.2.1 和 Fastp v0.23.4 对 PacBio 和 Illumina 读数进行质量控制。
在 Galaxy 平台上，研究人员使用 Unicycler v0.47 整合 114,003 条过滤后的 PacBio 读数和 5,794,688 条过滤后的 Illumina 读数进行基因组组装。组装结果表明，染色体和较小的质粒均为环状，通过重叠的序列末端得以确定。随后，研究人员使用 CheckM v1.1.3 评估基因组的完整性和污染情况，所有软件均使用默认参数。功能注释则通过 NCBI 原核基因组注释管道（PGAP）完成。
最终的组装结果包含一条 6,361,549bp 的环状染色体和两个质粒：一个 99,385bp 的环状质粒和一个 312,136bp 的线状质粒。Unicycler 根据大小、结构特征和质粒相关基因的检测，将另外两个重叠群归类为质粒。染色体包含 6,073 个预测的蛋白质编码基因、56 个 tRNA 基因，以及 5S rRNA、16S rRNA 和 23S rRNA 基因各 5 个拷贝。环状和线状质粒分别编码 103 和 376 个序列，且均不含 RNA 基因。通过与青海红球菌（Rhodococcus qingshengii）JCM 15477 参考基因组（登录号：PRJDB938）进行平均核苷酸同一性（ANI）分析，该基因组被鉴定为青海红球菌（Rhodococcus qingshengii），ANI 值达到 98.79%。
本研究得到了中国国家重点研发计划（项目编号：2023YFE0122000）、国家自然科学基金（项目编号：42177220 和 42377133）以及上海极地科学前沿科学中心（SOO2025 - 01）的支持。同时，该研究还得到了 Galaxy Australia 的助力，这是由澳大利亚生物共同体及其合作伙伴提供的服务，其资金来源于澳大利亚国家合作研究基础设施战略（NCRIS）通过生物平台澳大利亚和澳大利亚研究数据共享平台的资助，以及墨尔本大学和昆士兰政府研究基础设施合作基金（RICF）的支持。
