从中国河水中分离出的酒乳杆菌7-1的基因组序列草图

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome sequence of Latilactobacillus sakei 7-1 isolated from river water in China

　　

摘要

本研究报道了从中国某河水样本中分离得到的Latilactobacillus sakei 7-1菌株的基因组序列初稿，该序列是通过Illumina测序技术获得的。系统发育分析表明该菌株属于L. sakei分支。研究显示，这种微生物可轻易从淡水环境中作为独立生存的生物被分离出来。

公告

Latilactobacillus sakei存在于多种环境中，包括各类食物以及淡水鱼的肠道中（1–4）。然而，关于该物种在淡水生态系统作为独立生存生物的相关信息仍然较少（5）。

该L. sakei菌株于2024年11月17日从中国北京北部湾村附近的白河中获取。采集到的未经过滤、未稀释的地表水样本被置于通用Tween（APT）肉汤（美国马里兰州斯帕克斯的Difco公司生产）中，在室温下于厌氧条件下培养3天。之后将培养物转移到硝酸盐多粘菌素琼脂上培养，该培养基以APT琼脂为基底（德国达姆施塔特的Merck公司生产），每200毫升琼脂中加入1毫升12%的亚硝酸钠（丹麦欧登塞的Ampliqon A/S公司生产）以及0.2毫升多粘菌素添加剂（Oxoid SR 099E），然后在室温下继续在厌氧条件下培养。那些革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性的菌落会被重新涂布到APT琼脂上以便进行基因组分析。

使用HiPure细菌DNA提取试剂盒（广州美吉生物技术公司生产的D3146产品）从7-1菌株中提取并纯化了基因组DNA。随后使用Vazyme TruePrep DNA文库构建试剂盒（南京诺维赞公司生产的TD501产品）构建了测序文库。通过NanoDrop ND-1000光谱仪以及1.0%琼脂糖凝胶电泳来检测DNA质量。全基因组测序是在Honsunbio公司的Illumina HiSeq 4000平台上进行的，最终获得了8,824,835对端读段，总长度为2,647,450,500个碱基对。原始的端读段是使用fastp v1.3.0软件（6）按照默认的过滤和接头修剪设置进行处理，没有手动指定接头序列。基因组组装则是使用SPAdes v4.2.0软件（7）的菌株模式进行的。那些长度小于200碱基对的连续片段被排除在外，而那些被NCBI外来污染检测工具标记出的序列在最终提交基因组之前会被删除或修剪。初始的基因组组装情况是通过QUAST v5.2.0软件（8）进行评估的。最终的基因组组装指标以及原始读段的相关数据则是使用seqkit v2.13.0软件（9）汇总的。最终的基因组初稿由188个连续片段组成，总长度为2,020,115个碱基对，其N50值为142,932个碱基对，最大的单个连续片段长度为279,514个碱基对，GC含量为41.23%。该基因组是使用NCBI原核生物基因组注释流程（PGAP）（10）进行注释的，该流程共识别出了2,090个基因，其中包括2,000个蛋白质编码基因、54个tRNA基因、11个rRNA基因、3个ncRNA基因以及22个假基因。antiSMASH v8.0.4软件（11）预测出了三个可能的次级代谢产物生成区域，但并未检测到结构明确的细菌素生物合成基因簇。在平均核苷酸同源性分析方面，该基因组是与GenBank中14个亲缘关系密切的参考基因组通过fastANI v1.34软件（12）进行比较的；由此得到的核苷酸同源性矩阵是通过Python语言结合pandas（13）、NumPy（14）和Matplotlib（15）工具进行聚类处理，并以热图形式呈现的。

成对的核苷酸同源性热图显示，该淡水环境中的7-1菌株属于L. sakei分支内（图1）。进一步的比较表明，7-1菌株与从日本清酒发酵剂中分离得到的LT-13菌株的核苷酸同源性最高（为98.835%）。这些研究结果支持将7-1菌株归类为L. sakei，同时也为这一物种在淡水环境中的基因组信息提供了更多资料。

图1

图1基于7-1菌株与14个参考基因组的比较得出的平均核苷酸同源性热图。

致谢

本研究的部分资金来自中丹教育研究中心。