粘膜红冬孢酵母 AIRLRB09-2 的基因组草图：一种从废气处理气升式反应器中分离的高效聚氨酯降解酵母

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome of Rhodotorula mucilaginosa AIRLRB09-2, an efficient polyurethane degrading yeast isolated from waste gas-treated airlift

　　

摘要

黏液红冬孢酵母（Rhodotorula mucilaginosa）菌株 AIRLRB09-2 是一种实验室分离株，已证实具有降解聚氨酯和挥发性有机化合物（例如丙酮和苯乙烯）的能力。在此，我们报告了从处理含丙酮和苯乙烯废气的生物反应器气升式培养物中分离出的这种酵母的基因组草图序列。

公告

虽然此前已广泛研究细菌和真菌对聚合物的降解（1, 2），但关于酵母聚合物降解的研究数量有限。Rhodotorula mucilaginosa 菌株 AIRLRB09-2 基因组草图的可用性将推进对该物种的研究，以更好地探索其作为多种塑料（特别是聚氨酯）生物降解者的潜力，既适用于自然环境，也适用于作为具有可持续概念“从摇篮到坟墓”或“从摇篮到摇篮”的生物回收和/或再利用的潜在底物。R. mucilaginosa 菌株 AIRLRB09-2 是从捷克共和国布拉格（50°6′12.104″N, 14°23′23.568″E）处理丙酮和苯乙烯废气的混合培养气升式反应器中分离得到的，使用了玫瑰红氯霉素琼脂基础培养基 CM 549 并添加选择性补充剂 SR 78 选择性琼脂（Oxoid, 英国）于 20°C 生物反应器操作温度下。采用含葡萄糖（5 g/L）的基础盐培养基进行悬浮培养（1 L 锥形瓶，25°C，200 转/分），持续 2 天，用于获取 DNA 提取的生物量。pH 值为 7 的基础盐培养基组成如下（g/L）：K₂HPO₄ 3.6；KH₂PO₄ 1.7；(NH₄)₂SO₄ 1.3；MgCl₂ 0.2 × 10^?3；ZnSO₄ × 7H₂O 6 × 10^?5；MnSO₄ × H₂O 2 × 10^?5；CuSO₄ × 5H₂O 2 × 10^?5；FeSO₄ × 7H₂O 3.2 × 10^?5；CaSO₄ × 0.5H₂O 3 × 10^?5；CoSO₄ × 7H₂O 2 × 10^?5；Na₂B₄O₇ × 10H₂O 2 × 10^?6；以及 Na₂MoO₄ × 2H₂O 2 × 10^?5。

为了进行全基因组测序，从纯液体真菌培养物中分离真菌 DNA。离心（10,000 rpm，10 分钟）并去除上清液后，将约 5 g 真菌生物量无菌转移到预冷的无菌研钵中。生物量用液氮冷冻，并使用无菌研杵研磨成细粉。将约 2.5 g 转移至提取缓冲液中，并按照 DNeasy PowerLyzer 微生物试剂盒（Qiagen, 美国）的方案提取 DNA。通过琼脂糖凝胶电泳确认 DNA 质量，并使用 Qubit（Thermo Fisher Scientific, 英国）进行荧光定量测定。将纯化的 DNA 提取物送至 SEQme 公司进行文库构建和全基因组测序。文库构建使用 Illumina NEBNext Ultra II DNA 文库构建试剂盒及 Illumina NEBNext 多重寡核苷酸（唯一双索引引物对）完成。文库质量控制通过安捷伦 Bioanalyzer 2100 高灵敏度 DNA 试剂盒、Invitrogen Collibri 文库定量试剂盒以及 Qubit 1X dsDNA 高灵敏度检测试剂盒确认。测序平台为 NovaSeq X Plus—2 × 150 bp。共获得 53,485,444 条双端读长。原始 fastq 读长使用 SPAdes v3.15.3（3）以默认参数进行从头组装。基本统计信息如 表 1 所示。R. mucilaginosa 菌株 AIRLRB09-2 的基因组大小估计为 20,132,545 bp，鸟嘌呤和胞嘧啶（GC）含量为 60.51%（表 1）。

表 1

表 1 R. mucilaginosa 菌株 AIRLRB09-2 基因组组装和注释的 QUAST 摘要（4）^a

参数	基因组组装
重叠群
重叠群（≥0 bp）	224
重叠群（≥1,000 bp）	153
重叠群（≥10,000 bp）	107
重叠群（≥100,000 bp）	64
重叠群（≥1,000,000 bp）	0
最大重叠群	791,116
总长度
总长度（≥0 bp）	20,132,545
总长度（≥1,000 bp）	20,083,772
总长度（≥10,000 bp）	19,932,022
总长度（≥100,000 bp）	17,957,505
总长度（≥1,000,000 bp）	0
N50	316,997
N75	176,827
L50	23
L75	43
GC (%)	60.51
平均覆盖率	346.36

^a

所有统计均基于大小≥500 bp 的重叠群，除非另有说明（例如，“重叠群（≥0 bp）”和“总长度（≥0 bp）”包含所有重叠群）。

通过 BUSCO v. 5.8.0（5）确定基因组的完整性。使用 BUSCO 评估基因组组装完整性。在搜索的 1,764 个 BUSCO 组中，1,721 个被鉴定为完整，对应于 97.6% 的完整性。大多数完整的 BUSCO 是单拷贝基因，检测到 1,719 个完整且单拷贝的 BUSCO（97.4%），而只有两个 BUSCO 是重复的（0.1%）。11 个 BUSCO 是碎片化的（0.6%），32 个缺失（1.8%）。最终组装包含 220 个骨架和 245 个重叠群，总长度为 20.09 Mb，骨架 N50 为 316 kb。虽然 76 个完整的 BUSCO 含有内部终止密码子，但整体 BUSCO 谱系表明该基因组组装具有高度完整性，重复率低且碎片化有限。

致谢

基因组测序资金由捷克科学基金会项目编号 LA 24-10651K“可持续聚氨酯：在酶的帮助下从摇篮到坟墓”资助。

数据分析所需的高性能计算机和云资源由南波希米亚大学支持。