新根瘤菌属模式菌株全基因组序列比较分析

作     者：龙永 李彦生 韩庆庆 毛梦凡 高利正 于镇华 LONG Yong;LI Yansheng;HAN Qingqing;MAO Mengfan;GAO Lizheng;YU Zhenhua

作者机构：中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土保护与利用国家重点实验室黑龙江哈尔滨150081 福建农林大学菌草与生态学院福建福州350002 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《土壤与作物》 (Soils and Crops)

年 卷 期：2024年第13卷第3期

页      面：359-370页

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家重点研发计划项目资助(2021YFD1500400) 

主　　题：新根瘤菌属 模式菌株 全基因组序列 比较基因组分析 

摘      要：新根瘤菌属(Neorhizobium)隶属于根瘤菌科(Rhizobiaceae),目前有效发布了8个种。为了探究该属下不同模式菌株的全基因组分子机理和遗传特征,本文采用Prodigal等软件对这8个模式菌株的全基因组序列进行基因预测、功能注释和系统发育分析,并在此基础上进行了基因组比较分析。基因组预测结果显示,这8个模式菌株的CDS(Coding Sequences)数量为4471~6669个,GC含量在60.0%至61.6%之间,rRNA数量为3至9个,tRNA数量为43至51个。通过比较基因组分析发现,所有菌株共享的直系同源基因簇有2563个,独立拥有的基因簇数量少。通过平均核苷酸一致性(ANI)、数字DNA-DNA杂交(dDDH)和系统发育树的分析,发现菌株CCBAU 05176^(T)和菌株T17_20^(T)具有最高的同源性,而菌株T786^(T)和NTR19^(T)的遗传距离最远。COG(Cluster of Orthologous Groups of Proteins)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分类的比较分析显示,注释的基因功能整体差异较小,但在SL-1T中,异种生物的生物降解和代谢的注释比例和数量明显高于其他模式菌株。本研究为新根瘤菌属的系统分类以及在生态系统中的应用奠定了理论基础。