香港土壤中分离的耐辐射甲基杆菌NYY1全基因组测序及其光合与多重耐药特性研究

来自香港的研究人员成功测序了耐辐射甲基杆菌(Methylobacterium radiotolerans)NYY1菌株的完整基因组，该菌株分离自香港城市土壤。通过混合组装技术获得6,853,233 bp基因组(含1条环状染色体、658 kbp染色体外遗传元件和6个质粒)，GC含量71.05%。研究发现该菌株具有光合作用基因簇(bchFNBHLM/CXYZ)和甲醇脱氢酶基因簇(mxaFJGIRSACKLDEHB/XoxF1)，为植物促生和生物修复应用提供了重要遗传基础。

　　

耐辐射甲基杆菌(Methylobacterium radiotolerans)NYY1是一株从香港城市土壤(北纬22.264947°，东经114.129823°)分离的革兰氏阴性、粉红色兼性甲基营养菌。研究人员采用创新性的混合测序策略，结合Illumina短读长(2×300 bp)和Oxford Nanopore长读长(平均6,790 bp)测序技术，成功组装出包含5,946,469 bp主染色体(CP090579)和7个附属复制子(总大小657,971 bp)的完整基因组。

该菌株展现出典型的甲基杆菌特征：含有吡咯喹啉醌(PQQ)依赖型、钙/镧离子结合(Ca²⁺/La³⁺)的甲醇脱氢酶系统(Mxa/Xox)，并携带完整的光合作用基因装备。特别值得注意的是，基因组中鉴定到两个关键基因簇：负责细菌叶绿素合成的bchFNBHLM和bchCXYZ基因簇，以及编码传统甲醇脱氢酶的mxaFJGIRSACKLDEHB基因簇。

比较基因组分析显示，NYY1与模式菌株JCM 2831的平均核苷酸相似性(ANI)达98.21%，但其独特的质粒组成(共6个)暗示了更强的环境适应能力。这些质粒中预测含有多种代谢相关基因，可能赋予菌株在辐射环境(如含放射性物质的土壤)中生存的特殊能力。

实验采用创新的培养策略：先在BG-11琼脂平板光照培养(12小时光周期)，后转接至V8培养基(J66)进行扩增。DNA提取使用Qiagen DNeasy PowerSoil Pro试剂盒，确保获得高质量基因组DNA。生物信息学分析采用Unicycler混合组装流程，经CheckM评估显示基因组完整度达98.55%，污染率仅0.51%。

这项研究不仅提供了首个来自中国南方城市生态系统的耐辐射甲基杆菌完整基因组，其发现的多复制子基因组结构(1+7)和特殊的光合-甲基营养代谢网络，为开发新型生物修复剂和植物促生菌剂奠定了分子基础。特别是菌株携带的XoxF1型La³⁺依赖型甲醇脱氢酶，在稀土污染土壤修复方面展现出独特应用前景。