腐皮镰刀菌BAT10草图基因组：一种从废气处理生物滤床中分离出的高效聚氨酯降解真菌

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome of Fusarium solani BAT10: an efficient polyurethane-degrading fungus isolated from a waste gas-treating biofilter

　　

摘要

微生物降解塑料为持久性污染物的分解提供了一种自然机制。在此，我们报道了从废气处理生物滤池中分离出的Fusarium solani菌株BAT10的基因组草图序列，该菌株能够降解脂肪族聚氨酯泡沫，并以之为唯一的碳源、氮源和能源。

通告

十多年来，微生物（包括真菌）（1）、（2）降解各种塑料聚合物的能力已被广泛研究（3）。Fusarium solani菌株BAT10是从一个长期处理含丙酮和苯乙烯混合废气的生物滤池混合培养物中分离获得的（捷克共和国，布拉格；50°6′12.104″N, 14°23′23.568″E），使用含有选择性补充剂SR 78的Rose-Bengal Chloramphenicol Agar Base CM 549培养基（Oxoid，英国），在生物反应器运行温度为20°C的条件下进行分离（4）。观察到该菌株对丙酮和苯乙烯及其所有已检测到的降解产物均具有高效降解能力（4）。该真菌此前曾被用作聚氨酯降解的模式真菌，具体为纯脂肪族聚氨酯泡沫，由六亚甲基二异氰酸酯三聚体与聚（二乙二醇 adipate）二醇组成（5–7）。

取自含氯霉素4%葡萄糖Sabouraud培养基（Carl ROTH，德国）的F. solani菌丝体用作接种物，进行为期2天的悬浮培养以获取生物质用于DNA提取。培养条件如下：1 L锥形瓶，转速200转/分（RPM），温度25°C，含葡萄糖（5 g/L）的无机盐培养基。离心后（10,000 rpm，10分钟），将约5 g真菌生物质无菌转移至预冷的无菌研钵中。生物质用液氮冷冻后，使用无菌研杵研磨成细粉。取约2.5 g转移至提取缓冲液中，并按照DNeasy PowerLyzer Microbial Kit方案提取DNA（Qiagen，美国）。DNA质量通过琼脂糖凝胶电泳确认，浓度通过Qubit荧光定量测定（ThermoFisher Scientific，英国）。纯化的DNA提取物送至SEQme公司进行文库制备和全基因组测序。文库制备使用NEBNext Ultra II DNA Library Prep Kit for Illumina和NEBNext Multiplex Oligos for Illumina（Unique Dual Index Primer Pairs）。文库质量控制通过Agilent Bioanalyzer 2100 High Sensitivity DNA Kit、Invitrogen Collibri Library Quantification Kit和Qubit 1X dsDNA High-Sensitivity Assay Kit确认。测序平台为NovaSeq X Plus，2 × 150 bp。原始fastq reads使用SPAdes v3.15.3进行de novo组装（8），采用默认参数。F. solani菌株BAT10的基因组大小估计为51,526,594 bp，GC含量为51.34%（表1）。基因组完整性通过BUSCO v.5.8.0确定。总共搜索了758个BUSCO基团，其中753个被鉴定为完整，对应99.3%的完整性。大部分完整的BUSCO以单拷贝基因形式存在，其中747个BUSCO被分类为完整且单拷贝（98.5%），仅有6个BUSCO被检测为重复（0.8%）。1个BUSCO被分类为碎片化（0.1%），4个BUSCO缺失（0.5%）。在完整的BUSCO中，38个含有内部终止密码子。

表1

表1 F. solani菌株BAT10基因组组装和注释的QUAST汇总^a

参数	基因组组装
连续序列
????连续序列（≥0 bp）	485
????连续序列（≥1,000 bp）	345
????连续序列（≥10,000 bp）	201
连续序列（≥100,000 bp）	94
连续序列（≥1,000,000 bp）	9
最大连续序列	3,298,583
总长度
总长度（≥0 bp）	51,526,594
总长度（≥1,000 bp）	51,434,554
总长度（≥10,000 bp）	50,891,223
总长度（≥100,000 bp）	47,263,454
总长度（≥1,000,000 bp）	15,531,990
N50	653,004
N75	308,289
L50	21
L75	50
GC (%) 平均覆盖度（未加权）	51.34 337.8

^a

除非另有说明，所有统计均基于大小≥500 bp的连续序列（例如，"连续序列（≥0 bp）"和"总长度（≥0 bp）"包含所有连续序列）。

我们还检查了组装中是否存在线粒体连续序列。我们鉴定到一条名为NODE_129_length_38732_cov_8394.574389的连续序列，其AT含量异常低且覆盖度极高，达到8,394。我们使用BLASTX算法在GenBank中搜索了所有Fusarium物种的已知蛋白。我们确认了线粒体ATP合酶和细胞色素的存在，证实该连续序列可能为线粒体来源。

致谢

本研究由捷克科学与波兰联合项目资金支持，由捷克科学基金会（24-10651K）和波兰国家科学中心WEAVE UNISONO资助项目（编号UMO-2023/05/Y/ST8/00076）提供经费支持。

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