南极耐冷假单胞菌GWSMS-1基因组解析：几丁质水解潜力与低温适应机制

本研究聚焦低温环境下几丁质降解效率低下的难题，中国极地研究中心团队通过全基因组测序技术解析了南极假单胞菌GWSMS-1的4.6 Mb线性染色体，鉴定出包含GH23家族几丁质酶基因在内的4599个编码基因。研究通过GO、KEGG和CAZy数据库注释揭示了CBM50结构域与SLT催化域的协同作用机制，为开发低温几丁质降解生物制剂提供了新种质资源和基因靶点（NCBI登录号：PRJNA1153064）。

　　

在极地生态系统中，几丁质作为自然界含量第二丰富的多糖，其降解产物N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)在医药和农业领域具有重要价值。然而常规几丁质酶在低温环境下活性显著降低，如Serratia marcescens XJ-01在寒冷条件效率骤减，这严重制约了极地生物资源的开发利用。南极半岛海洋沉积物中分离的假单胞菌GWSMS-1展现出独特优势——在20°C培养时能产生透明水解圈，暗示其携带耐冷几丁质酶系统。

中国极地研究中心团队在《BMC Genomic Data》发表的研究中，采用Illumina HiSeq 2500与PacBio RS II双平台测序获得2.23 Gb数据，通过SPAdes-Canu混合组装得到4,606,781 bp环形染色体。结合OrthoANIu和TYGS分析证实该菌为假单胞菌属新种（ANI<95%，dDDH<70%）。功能注释发现其基因组富含GH23家族几丁质酶基因，并通过结构域分析揭示CBM50（碳水化合物结合模块）与SLT（溶菌酶样转糖基酶）域的协同作用机制。

数据描述
全基因组特征显示G+C含量59%的染色体编码73个tRNA和27个rRNA，通过GO注释发现9.84%基因与细胞组分相关，10.36%具催化活性。KEGG通路分析显示12.18%基因参与氨基酸代谢，CAZy数据库比对鉴定出29.73%糖基转移酶(GTs)和20.72%糖苷水解酶(GHs)。

关键发现
三个核心几丁质降解基因PROKKA_02108（含SLT+CBM50+3×LysM结构域）、PROKKA_03028（SLT信号肽）和PROKKA_00752（LysM域）被鉴定，其SLT域与已知假单胞菌几丁质酶相似度达81.8%-99.22%。这些基因的共定位特征暗示了多模块协同降解几丁质的分子机制。

该研究首次系统揭示南极假单胞菌的低温几丁质酶工具箱，不仅为极地微生物资源库增添新物种（CCTCC M 2019207），其GH23家族酶的低温适应性特征更为工业级几丁质降解提供了新酶源。未来需通过蛋白表达验证这些预测基因的功能活性，并优化其工业化生产参数。这项成果标志着我国在极端环境微生物功能基因组学研究领域取得重要进展，对发展绿色生物制造技术具有战略意义。