铁矿区土壤分离的贪铜菌属 Agwp_2 菌株全基因组序列研究及在微生物系统发育中的意义

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.7

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  为探究贪铜菌属(Cupriavidus)物种间的系统发育关系,研究人员从贵阳斗篷山废弃铁矿区土壤分离到菌株 Agwp_2。通过基因组测序分析,发现其含有两条分别为 3,823,900 bp 和 2,784,676 bp 的染色体及一条 847,469 bp 的质粒,平均 GC 含量 66.17%。该成果为贪铜菌属物种关联性研究提供了重要基因组资源。

  
贪铜菌属(Cupriavidus)属于 β- 变形菌纲伯克霍尔德菌科的革兰氏阴性细菌。Agwp_2 菌株于 2021 年 7 月从中国贵阳斗篷山一处废弃铁矿区(北纬 26.46°,东经 106.38°)的土壤样本中分离获得。土壤样本经处理制成悬液并剧烈震荡 2 小时后,取 200 μL 上清液涂布于添加 50 μmol/L 硝酸银(AgNO3)的无氯化钠 LB 选择性琼脂平板,28℃倒置培养 48 小时,获得对硝酸银具有抗性的菌落 Agwp_2,其 16S rRNA 基因序列与 necator 菌株 N-1(NR_102851.1)的序列一致性最高达 99.15%,故命名为Cupriavidus sp. Agwp_2。

将 Agwp_2 菌株在 100 mL LB 培养基中 28℃培养 24 小时后,采用 SDS 法提取基因组 DNA,通过琼脂糖凝胶电泳和 Qubit 2.0 荧光计评估其质量和浓度。利用 SQK-LSK109 快速条形码试剂盒和 EXP-NBD104 原生条形码扩展试剂盒制备插入片段≥10 kb 的文库,加载到 PromethION 流动池 FLO-PRO002 上,在 PromethION Beta 测序仪上进行测序。使用 Guppy v6.2.7 进行碱基识别,参数设置为 “-c dna_r9.4.1_450bps_hac_prom.cfg”,并通过 NanoPlot(v1.38.0)进行质量控制(最低 Q 值阈值为 7),最终获得 262,814 条过滤后 reads(2,928,675,317 bp),平均长度 11,143.50 bp,N50值为 12,155 bp,平均覆盖度 392.79×。

基因组组装采用 Unicycler(Version 0.4.7)默认参数,并用 Medaka(v1.8.0)的 “r941_prom_hac_g507” 碱基识别模型进行抛光,通过 Unicycler 自动识别并修剪重叠末端实现基因组环化且未进行旋转。使用 checkM v5.0.2 和 Quast 默认参数评估组装质量,通过 PGAP(version 2024-04-27.build7426)进行平均核苷酸同一性分析,与最接近的近缘种 oxalaticus NBRC 13593T(GCA_001592245.1)的得分低于阈值(>95%),为 92.917%。

该菌株的两条染色体(3,823,900 bp 和 2,784,676 bp)和质粒(847,469 bp)均为环状,GC 含量分别为 66.44%、67.15% 和 61.73%。利用 PGAP v5.3 对 Agwp_2 基因组进行注释,在三个复制子中共鉴定出 6,832 个基因,包括 6,537 个编码序列、93 个 RNA 基因和 202 个假基因。

本研究得到凯里学院教学内容与课程体系改革项目(JG201821)、国家自然科学基金(NSFC,21966015)等多项基金支持。

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