一株嗜酸硫杆菌M4-422-6的分离及其全基因组测序和比较基因组学分析

作     者：俞添天 徐莹 金佳凡 朱四东 杨季芳 陈吉刚 YU Tiantian;XU Ying;JIN Jiafan;ZHU Sidong;YANG Jifang;CHEN Jigang

作者机构：浙江万里学院生物与环境学院浙江宁波315100 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2024年第64卷第4期

页      面：1274-1288页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学] 

基　　金：浙江省生物工程一流学科创新基金(CX2022029 KF2022009) 

主　　题：硫氧化细菌 嗜酸硫杆菌 基因组测序 比较基因组学分析 

摘      要：【目的】开展具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus)的分离及其比较基因组学分析,不仅可以丰富硫氧化细菌菌种资源,而且有助于加深理解嗜酸硫杆菌的分子进化与生态适应机制。【方法】利用以硫代硫酸钠为唯一能源的培养基分离具有硫氧化能力的细菌;利用Illumina HiSeq X和Oxford Nanopore测序平台对一株嗜酸硫杆菌M4-422-6进行全基因组测序;利用相关生物信息学分析软件对原始数据进行组装和基因组注释,并与一株亲缘关系最近的菌株Igneacidithiobacillus copahuensis VAN18-1进行比较基因组学分析。【结果】分离获得一株具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌M4-422-6。基因组注释结果显示,菌株M4-422-6基因组由1个染色体和2个质粒组成,基因组大小为2917823 bp,G+C含量为58.54%,共编码2925个蛋白。16S rRNA基因和基因组系统发育树显示,菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种。功能基因注释结果显示,菌株Acidithiobacillus sp.M4-422-6拥有与菌株特性相关的众多基因,包括硫氧化相关基因、CO_(2)固定相关基因和耐酸相关基因。比较基因组学分析发现,虽然菌株M4-422-6与VAN18-1的亲缘关系最近,但两者仍拥有众多的差异基因,主要包括噬菌体抗性相关基因和移动元件编码基因。【结论】菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种,该菌株具有同种内菌株所不具有的特有基因,并据此推测嗜酸硫杆菌种内分化可归因于对特定生态位的适应。