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中国海洋大学学报(自然科学版)2025年第06期:两株海洋来源分枝菌酸小杆菌属细菌的比较基因组学分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周羿;于敏;张晓华;郭瑞红;

单位:中国海洋大学海洋生命学院;崂山实验室海洋生态与环境科学功能实验室;

摘要:为了解决分枝菌酸小杆菌属(Mycolicibacterium sp.)菌株的遗传特征及代谢潜力不明的问题,本研究对分离自东海和马里亚纳海沟的两株菌株LZB054和YHM108及其相近菌株进行了深入的比较基因组学分析。采用全基因组测序获得菌株LZB054和YHM108的基因组序列,并基于16S rRNA基因和单拷贝核心基因的系统发育分析明确了它们的分类地位,随后,对两株菌以及同属参考菌株的基因组基于不同数据库进行功能注释及比较分析。菌株LZB054和YHM108基因组大小分别为6 149 381和6 164 082 bp, GC含量分别为67.99%和67.87%,分别编码了5 761和5 848个基因。系统发育分析结果显示,这两株菌株虽为同种,但通过DNA杂交(DNA-DNA hybridization, DDH)发现,它们与最相似菌株之间的相关性值均小于70%,初步判断它们为该属的潜在新种。通过功能注释分析发现,与脂肪转运代谢、转录和次级代谢物生物合成相关的功能基因占比较高。分离自东海的LZB054菌株携带锰铁运输蛋白编码基因,而来源于马里亚纳海沟的YHM108菌株则具有胶质酸和生物膜转录调节蛋白编码基因、甲酸氧化以及甲烷氧化功能基因。此外,两菌株均富含多种葡萄糖苷酶、磷脂酰肌醇甘露基转移酶和糖原磷酸化酶等碳水化合物活性酶,并拥有10种以上的次级代谢产物合成基因簇以及烷烃降解基因,展现出极高的潜在应用价值。本研究通过比较基因组分析,揭示了两株分枝菌酸小杆菌属潜在新型菌株LZB054和YHM108的基因组特征和代谢潜力,从而为深入研究它们对海洋环境的适应机制以及后续的开发利用提供了数据基础和理论支撑。

关键词:东海;;马里亚纳海沟;;分枝菌酸小杆菌;;全基因组测序;;基因组功能注释

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(42306115);; 山东省自然科学基金青年基金项目(ZR2023QD017);; 中国博士后科学基金第72批面上项目(2022M722975);; 山东省博士后创新项目(SDCX-ZG-202201016)资助~~