科罗拉多州大气样本中Pantoea agglomerans的质粒与染色体基因组特征及耐药基因解析

来自科罗拉多州立大学的研究团队通过纳米孔测序技术（Nanopore）解析了从迪克森水库附近采集的空气中Pantoea agglomerans分离株的全基因组特征。该研究鉴定出包含2条染色体和3个环状质粒的基因组结构（总长4.85 Mb，GC含量55.14%），并发现12个耐药基因（ARGs），其中多个外排泵基因（如emrR、kpnH）定位于染色体，揭示了环境菌株潜在的固有耐药机制。

　　

在科罗拉多州迪克森水库（40°33′05.6″N, 105°08′32.0″W）采集的空气样本中，一台超声波个人采样器（UPAS）以2升/分钟的流速运行45分钟后，研究人员在胰蛋白酶大豆琼脂（TSA）平板上培养出黄色色素菌落。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF）鉴定为Pantoea agglomerans（得分2.41）。

该菌株（编号AF_air_401）的基因组测序采用牛津纳米孔技术（MinION Mk1B设备搭配R10流动槽），未经片段化处理的DNA通过快速PCR条形码试剂盒（SQK-RPB114.24）建库，经25个PCR循环扩增后测序。原始数据（N50=3,990 bp）在Galaxy平台使用Flye v2.9.5组装出5个contig，包含两条染色体（Contig_1和Contig_3）和三个质粒（其中Contig_5、6、4呈环状）。

基因组注释显示：
• 总长度4.85 Mb，GC含量55.14%，含5,061个编码基因
• 染色体上发现12个耐药基因，包括外排泵基因簇（kpnEF、msbA）、磷霉素灭活酶（fosA8）和肽抗生素靶标修饰基因（arnT）
• 通过快速平均核苷酸一致性分析（FastANI）与参考基因组比对显示>97%相似性，但一个小质粒（Contig_4）与Pantoea sp. BRR-3P质粒仅94.9%相似，暗示新型质粒的存在

值得注意的是，多数耐药基因定位于染色体（如Contig_1上的pbp3转肽酶基因介导β-内酰胺类耐药），降低了水平转移风险。该发现为环境微生物耐药基因库研究提供了重要数据，提示大气传播的革兰阴性菌可能成为耐药基因的潜在储存库。