热压甘蔗糖厂泥浆中微生物组的基因组挖掘与新型芽孢杆菌资源解析

来自美国农业部的研究团队针对甘蔗糖厂泥浆这一富含营养与微生物资源的特殊基质，通过宏基因组组装技术(MAGs)成功解析了6株芽孢杆菌门(Bacillota)细菌的全基因组。这些基因组完整度达94.5%-99.8%，污染率<2%，包含2573-5724个预测蛋白，揭示了Sporolactobacillus等属的未表征物种及新候选属Pristimantibacillus，为农业微生物肥料开发提供了重要基因资源。

　　

甘蔗糖厂新鲜泥浆作为富含营养物质的特殊基质，其微生物组蕴藏着替代化学肥料的巨大潜力。研究团队从路易斯安那州两家糖厂获取热压处理后数小时内的泥浆样本，采用4℃湿储与-20℃干储双模式保存。通过Illumina NextSeq2K平台对4个文库(湿/干样×2厂区)进行300bp双端测序，获得6800万条读长共计98亿碱基数据。

生物信息学分析在Kbase平台展开：使用Trimmomatic去除接头，FastQC质控，MEGAHIT、metaSPAdes和IDBA-UD三种算法并行组装。经QUAST评估优选MEGAHIT结果，通过MetaBAT2、MaxBin2和CONCOCT联合分箱，DAS Tool整合获得>90%完整度、<5%污染率的优质基因组。GTDB-Tk分类鉴定出6株芽孢杆菌门代表菌株，其中：

• Sporolactobacillus sp. (JBHGUY000000000)：98.45%完整度，3.8Mb基因组编码3721个蛋白
• 两株Ectobacillus sp. (JBHGUQ/JBHGUR)：分别来自干/湿样本，等位基因差异揭示菌株多样性
• 耐热新资源Paenisporosarcina sp. (JBHGUT000000000)：37%低GC含量，2.6Mb紧凑基因组
• 巨型基因组Paenibacillus sp. (JBHGUU000000000)：6.5Mb规模含5724个预测蛋白
• 候选新属Pristimantibacillus (JBHGUX000000000)：首次从糖厂环境分离的6.5Mb基因组

这些耐热芽孢形成菌的基因组特征显示，其可能参与植物营养循环和有机质降解。特别是Ectobacillus属仅5个已知物种，本研究新增2个环境基因组显著拓展了该属认知。所有数据已提交GenBank，为农业微生物组研究和生物肥料开发提供了宝贵资源。