NORDBIOTIC收藏中的嗜酸乳杆菌LA120的完整基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》:Complete genome sequence of Lactobacillus acidophilus LA120 from the NORDBIOTIC collection

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月31日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.6

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  摘要我们利用Illumina和Oxford Nanopore测序技术,完成了来自NORDBIOTIC收藏的嗜酸乳杆菌LA120的全基因组序列测定。该基因组为环状结构,长度为1,991,955个碱基对,G+C含量为34.5%,可为该菌株的比较基因组学及功能分析提供参考。公告嗜酸乳杆

  

摘要

我们利用Illumina和Oxford Nanopore测序技术,完成了来自NORDBIOTIC收藏的嗜酸乳杆菌LA120的全基因组序列测定。该基因组为环状结构,长度为1,991,955个碱基对,G+C含量为34.5%,可为该菌株的比较基因组学及功能分析提供参考。

公告

嗜酸乳杆菌是一种能产生乳酸的革兰氏阳性细菌,其菌株被广泛用作乳制品工业中的发酵剂以及益生菌(1)。嗜酸乳杆菌LA120属于波兰华沙的Nordic Biotic Ltd.的NORDBIOTIC收藏系列,同时作为DSM 33,795号菌株保存在莱布尼茨DSMZ-德国微生物与细胞培养物研究所。含有LA120的多菌株益生菌配方在临床试验中显示出可减轻呼吸道症状的严重程度,并改善以腹泻为主的肠易激综合征的症状(2、3),此外,LA120还与维生素B3相关的代谢特征有关,比如脯氨酸和琥珀酸水平升高,这些特征与肠道-皮肤轴功能相关(4)。为了便于对该菌株的基因组进行深入研究,我们对其进行了全基因组测序。
LA120是以冻干粉的形式从NORDBIOTIC收藏中获取的,我们将其重新培养在de Man、Rogosa和Sharpe(MRS;Oxoid)培养基中,然后接种到MRS琼脂(Oxoid)上,在37°C的无氧条件下过夜培养。我们从相同条件下培养过夜的菌株中提取基因组DNA。首先通过离心法收集细胞,然后在37°C下用溶菌酶(20 mg/mL;Sigma-Aldrich)和突变溶菌酶(5 U/mL;A&A Biotechnology)处理15分钟,之后按照先前的方法进行十二烷基硫酸钠裂解、蛋白酶K消化以及有机溶剂提取(5)。
DNA测序采用了短读长Illumina MiSeq测序与长读长Oxford Nanopore Technologies(ONT)测序相结合的方法。Illumina文库是使用NEBNext Ultra II FS试剂盒(New England Biolabs)构建的,随后在Illumina MiSeq平台上进行测序(2 × 300 bp)。原始读段先用FastQC v0.11工具进行检查,再用fastp v0.23.4工具进行筛选(6),最终获得了3,739,840个读段,总序列长度为1,105,397,352个核苷酸。
ONT文库则是使用Native Barcoding Kit V14试剂盒构建的,随后在配有R10.4.1流式细胞的P2 Solo仪器上进行测序,该仪器同样来自Oxford Nanopore Technologies公司。原始信号首先用Dorado(ONT)工具进行碱基调用,接着用Porechop_ABI工具去除接头序列(7),再用Chopper v0.12.0b工具对读段进行质量过滤,最后用NanoPlot工具分析读段的相关参数(8),最终得到了40,325个读段,总序列长度为408,777,464个核苷酸,覆盖度约为205倍,读段平均长度为10,137.1个核苷酸,N50值为17,206个核苷酸。ONT读段的组装与环化工作是使用Autocycler v0.5.2工具完成的(9),同时还借助了多种组装工具,包括Flye v2.9、Canu v2.3、Raven v1.8.1、Miniasm v0.3-r179、metaMDBG v1.2、NECAT v0.0.1以及NextDenovo v2.5.2(10–16)。最后,我们使用PyPOLCA v0.4.0和Polypolish v0.6.0工具,结合Illumina读段对组装后的基因组进行了优化处理(17、18)。所有软件均使用默认参数运行。最后,我们使用dnaapler v1.3.0工具将最终得到的基因组序列相对于dnaA基因进行定向调整(19)。QUAST v5.0.2工具分析后显示,该基因组为单一连续序列,长度为1,991,955个碱基对,G+C含量为34.5%,且不存在缺口(N比值为0.0);而在Bandage v0.9工具中通过对GFA格式的基因组图谱文件进行分析,也确认了该基因组为环状、无分支的结构。基因组注释工作则是使用美国国家生物技术信息中心的Prokaryotic Genome Annotation Pipeline v6.10工具完成的(22),该工具预测出了1,851个编码序列,其中包括1,794个蛋白质编码序列和57个假基因,此外还有61个转运RNA、12个核糖体RNA、3个非编码RNA以及1个CRISPR阵列。LA120的完整基因组为后续的深入研究提供了基础。

致谢

本次测序工作是在波兰科学院生物化学与生物物理学研究所的DNA测序与合成实验室中完成的。
本研究得到了Nordic Biotic Ltd.资助的项目编号NB/227/2025的支持。
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