从废水中分离出的一种疑似新型链球菌亚种的基因组序列草图

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome sequences of a putative novel subspecies of Streptococcus isolated from wastewater

从深圳污水样本中分离出两株链球菌（FT1-55和FT1-106），基因组分析显示其与S. orisratti高度相似（ANI 97.8%-98.0%），但形成独立系统发育分支，支持新亚种S. orisratti subsp. futianensis subsp. nov.的命名。

　　

摘要

我们报告了从深圳废水中分离出的两种链球菌菌株（FT1-55/FT1-106）。它们的基因组（约2.35 Mb；GC含量约为38.5%）与Streptococcus orisratti具有高度相关性（平均核苷酸同一性为97.8%–98.0%），但形成了一个独特的系统发育分支，这支持将它们命名为一个新的亚种：Streptococcus orisratti亚种_futianensis新亚种。

公告

链球菌属是一类属于乳杆菌目和链球菌科的革兰氏阳性细菌。根据2025年7月25日的最新更新（https://lpsn.dsmz.de/genus/streptococcus），链球菌属包含142个正式发表的物种（1，2）。链球菌可引起从肺炎和脑膜炎到皮肤和尿路感染等多种疾病（3）。废水系统为扩展参考数据库和追踪新兴的抗性决定因素提供了重要信息（4）。在这里，我们报告了从中国深圳废水中分离出的两种链球菌菌株的基因组序列。基于基因组和系统发育分析，我们描述了链球菌属中的一个潜在新亚种。

2023年7月至2024年6月期间，我们从深圳市福田区污水处理厂的进水口收集了废水样本（n = 100份）。将250 mL的废水样本分别离心后，沉淀物重新悬浮，进行100倍稀释，然后接种在Brain Heart Infusion琼脂和Reasoner’s 2A琼脂（HiMedia）上，然后在25–40℃下有氧培养3–7天（5）。通过四分划线法获得了分离出的菌落。从2023年7月4日和18日收集的两个独立样本中分离出了两个纯培养物，分别命名为链球菌 FT1-55和链球菌 FT1-106（以下简称FT1-55和FT1-106）。

为了进行全基因组测序，我们使用了先前描述的方法（3）提取了基因组DNA。使用NEBNext DNA文库制备试剂盒（NEB, Inc.）进行了文库制备，并在Illumina NovaSeq 6000平台上进行了双端测序（2 × 150 bp）（Novogene Bioinformatics Technology，北京，中国）。使用FastQC v0.11.9对9,757,872（FT1-55）和9,797,882（FT1-106）个原始读长进行了质量评估（6），随后使用Trimmomatic版本0.39进行了修剪和过滤（7）。高质量读长使用SPAdes v3.14.1进行了de novo组装（8）。基因组注释使用了NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline版本6.9（9）。所有工具均使用默认参数运行。组装统计和注释特征详细信息见表1。

表1

表1 来自废水的两种链球菌菌株的组装和注释特征摘要

	链球菌 FT1-55	链球菌 FT1-106
BioProject ID	PRJNA1236501	PRJNA1236501
BioSample ID	SAMN47389735	SAMN47390754
NCBI RefSeq Assembly	GCF_049314995.1	GCF_049314965.1
总读长数	1,671,468	1,671,687
基因组大小（bp）	2,367,077	2,333,986
contigs数量	137	167
G + C含量（%）	38.54	38.51
N50（bp）	62,701	55,055
L50	12	16
基因组覆盖率（×）	216	219
基因总数	2,438	2,410
CDS总数	2,378	2,352
tRNA数量	53	51
rRNA数量	3	4
CRISPR阵列	1	1

此外，使用基因组间距离计算器（GGDC v.3.0）和推荐的公式2计算了数字DNA-DNA杂交（dDDH）（10）。平均核苷酸同一性（ANI）值使用Orthologous ANI（OrthoANI）估算（11）。序列比较使用了EzBioCloud 16S数据库v.2025.04.21（https://www.ezbiocloud.net/）（12）。基于16S rRNA基因序列的系统发育树（邻接法，NJ）使用MEGA版本11软件构建（http://www.megasoftware.net）（13）。从组装的基因组中提取了完整的16S rRNA基因。对FT1-55和FT1-106菌株与其最接近的亲缘菌株进行比较基因组分析后发现，16S rRNA基因序列相似性低于98.7%，dDDH值在22.8%到85.2%之间，这支持了它们作为该组内不同变体的初步分类（3）。值得注意的是，尽管与其他密切相关的菌株相比它们的ANI值较低（73.35%–78.14%），但这两个菌株与Streptococcus orisratti DSM 15617?的基因组相关性很高（ANI：97.77%和97.95%）。此外，它们在基于16S rRNA基因的系统发育树中形成了一个独特的分支（图1）。基于这些多相证据，我们提出这些菌株代表一个新亚种，建议将其命名为Streptococcus orisratti亚种_futianensis新亚种。

图1

图1 基于16S rRNA基因序列的邻接树。该树显示了FT1-55、FT-106及其他密切相关物种的分类位置。显示了1,000次重复实验中的bootstrap值（>50%）。Enterococcus faecalis ATCC 19433^T作为外群。刻度条表示每个核苷酸位置的0.01个替换。

致谢

我们感谢深圳市疾病预防控制中心病原微生物检测研究所的技术支持。

本工作得到了福田区医疗保健研究项目（项目编号FTWS2025098、FTWS2024110和FTWS2025076）的资助，资助者为Wan Liu、Quan Wen和Zhaohai Liang。

Lei Wang负责概念构思、形式分析、调查、方法学、软件开发和原始草稿撰写；Xingchao Zhao负责概念构思、形式分析、调查、方法学、软件开发和原始草稿撰写；Liyu Wu负责数据管理、形式分析、方法学、资源整理和可视化；Quan Wen负责数据管理、形式分析、方法学、资源整理和可视化；Zhaohai Liang负责资金筹集；Yong Zhang负责概念构思、形式分析、方法学、验证、可视化、监督以及写作和编辑；Wan Liu负责概念构思、形式分析、方法学、验证、可视化、监督以及写作和编辑。