从农业用水中分离出的两种新型物种的多相分类特征研究：Chitinimonas fontana 新种和 Roseateles fontanus 新种

《Scientific Reports》：Polyphasic taxonomic characterization of two novel species from agricultural water, Chitinimonas fontana sp. nov., and Roseateles fontanus sp. nov.

　　

摘要

从一处农业池塘中分离出了两种革兰氏染色阴性、杆状、无运动能力的细菌菌株，分别命名为BJYL2^T和BJYL3^T，并通过多相分类方法对其进行了鉴定。基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明，菌株BJYL2^T属于Chitinimonas属，而菌株BJYL3^T属于Roseateles属。菌株BJYL2^T与Chitinimonas prasina LY03^T的16S rRNA基因序列相似度最高（97.73%），菌株BJYL3^T与Roseateles saccharophilus DSM 654^T的序列相似度最高（97.72%）。通过平均核苷酸相同性（ANI）和数字DNA-DNA杂交（dDDH）进行的全基因组比对结果显示，这两种菌株的相似度低于公认的物种划分阈值，从而支持它们属于各自属内的新物种的提议。这两种菌株在30°C条件下生长最佳，均呈氧化酶阳性、过氧化氢酶阴性。它们的主要呼吸醌类物质为Q-8，主要极性脂质包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油和二磷脂酰甘油。BJYL2^T的基因组DNA G+C含量为61.29 mol%，BJYL3^T的基因组DNA G+C含量为69.11 mol%。基因组分析发现了多个可能与几丁质代谢相关的糖酶（CAZyme）家族。这些基因组特征表明这两种菌株具有利用几丁质衍生底物的显著遗传潜力。鉴于农业淡水环境中几丁质资源的丰富性，这一特性在生态学上具有重要意义。菌株BJYL2^T含有3个GH18基因和1个GH3基因，而菌株BJYL3^T含有4个GH18基因、1个GH19基因和2个GH3基因。两个基因组还包含多个CE4和GH23家族基因，但这些基因在几丁质代谢中的具体作用仍需进一步的功能验证。结构域分析进一步显示，一些与几丁质酶相关的蛋白质含有碳水化合物结合模块和分泌相关信号序列，表明它们具有降解细胞外几丁质的潜力。定量测定证实两种菌株均具有几丁质酶活性：BJYL2^T在3天和5天时的几丁质酶活性分别为661.3 ± 44.2 μg/mL和561.1 ± 13.6 μg/mL；BJYL3^T在相同时间点的活性分别为506.3 ± 45.7 μg/mL和66.3 ± 2.1 μg/mL，而阴性对照组的活性分别为39.2 ± 0.4 μg/mL和41.4 ± 0.8 μg/mL。根据表型、化学分类、系统发育和基因组证据，菌株BJYL2^T和BJYL3^T分别属于Chitinimonas属和Roseateles属的新物种。