从印度河沉积物中分离出的链霉菌MNU76的基因组序列草图显示了尚未被描述的生物合成基因簇

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome sequence of Streptomyces sp. MNU76, isolated from Indus River sediment, reveals uncharacterized biosynthetic gene clusters

基因组测序表明印度勒h河沉积物中分离的Streptomyces sp. MNU76为含10.5Mb基因组的新物种候选株，含42个生物合成基因簇（BGCs）及3个非编码RNA，其中多聚酮合成酶（PKS）类BGC无已知相似性，揭示其代谢潜力。

　　

摘要

本文介绍了从河流沉积物中分离出的链霉菌 MNU76菌种的基因组序列草图。该基因组由37个contig组成，大小为10.5 Mb，GC含量为71%。该菌种包含多个预测的生物合成基因簇，其中包括多个聚酮合酶（PKS）途径；这些基因簇编码的天然产物尚未被鉴定。

公告

链霉菌是革兰氏阳性细菌，存在于土壤、水体和沉积物中，并具有共生关系（1），已知能产生多种具有多种生物活性的天然产物。淡水生态系统是具有潜在临床应用价值的生物活性化合物的丰富来源（2）。

我们报告了从印度列城（34°03′41.3″ N, 77°38′21.9″ E）深度10厘米处采集的100克印度河沉积物中分离出的链霉菌 MNU76菌株的基因组序列草图（其中1克用于接种）。样品经过匀浆处理后，涂布在放线菌分离琼脂上，并在30°C下培养6天。挑选出的链霉菌菌落随后在胰蛋白酶大豆琼脂（pH 7.2）上培养5天以获得纯菌落。基因组DNA使用DNeasy UltraClean Microbial Kit（Qiagen）提取。文库制备采用Nextera XT DNA Library试剂盒，并在MiSeq（Illumina）上进行测序，每个测序片段长度为2 × 300 bp。使用FastQC v0.11.9对配对末端原始读段进行质量检测，并通过Trimmomatic v0.38进行修剪（3）。同样的DNA未经大小筛选直接用于Oxford Nanopore Technologies公司的SQK-LSK114连接测序试剂盒的文库制备，并在FLO-MIN106 R9流动细胞仪上使用MinION Mk1进行测序，得到213,449条Nanopore测序数据（平均长度1.5 kb；N50值为2.0 kb）。使用Porechop v0.2.4进行测序数据的修剪和接头去除（4）。Nanopore测序数据通过Canu v1.8进行组装，并利用MiSeq测序数据通过Pilon v1.8进行优化（6）。使用checkM v1.1.3和lineage_wf工作流程评估基因组完整性（7）。基于基因组BLAST距离系统发育方法，使用TYGS v403重建系统发育树（8）。使用FastANI v1.33计算ANI值。基因组注释使用NCBI的PGAP v6.8（RefSeq）完成（9）。所有工具均使用默认参数运行。链霉菌 MNU76菌种的基因组大小为10.5 Mb，GC含量为71%，基因组完整性为99.6%。混合基因组组装产生了37个contig，N50值为554 kb，基因组覆盖率为124倍。基于16S rRNA的系统发育树显示链霉菌 MNU76与Streptomyces tailanensis TRM68348（GCF_008386495.1）、Streptomyces akebiae MG28（GCF_019599145.1）和Streptomyces gottesmaniae DSM 3412（GCF_031845845.1）有亲缘关系（图1）。与这些菌株的平均核苷酸身份（ANI）比较分别为87.6%、92.4%和92%，表明链霉菌 MNU76可能是一个新物种。该菌株含有9,602个基因，包括8,578个编码序列（CDSs）、72个转运RNA（tRNAs）、17个核糖体RNA（rRNAs）和3个非编码RNA（ncRNAs）（NCBI RefSeq组装GCF_020982545.1）。antiSMASH v8.0.4分析预测链霉菌 MNU76基因组中含有42个生物合成基因簇（BGCs）；完整的、基于contig的注释信息可在Zenodo上获取（DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.18477189）。该菌株包含多个未鉴定的BGCs，其中包括多个与已知基因簇无相似性的PKS类型途径。这些基因簇的多样性和丰富性凸显了链霉菌 MNU76未开发的代谢潜力。其中包含多个预测的PKS和NRPS类基因簇，可能编码尚未探索的药理活性化合物。

图1

图1 基于16S rRNA的链霉菌 MNU76菌株的系统发育树，显示了MNU76菌株与其他链霉菌物种的系统发育位置。该树是通过TYGS服务器使用基因组BLAST距离系统发育（GBDP）方法基于16S rRNA序列生成的。枝条标签显示了菌株名称。

致谢

我们感谢CSIR-IGIB主任Souvik Maiti博士的支持和鼓励。A.K.感谢生物技术部（DBT）提供的初级研究奖学金。

本工作得到了科学与工业研究委员会（CSIR）的资助，项目编号为“应对抗菌素耐药性（AMR）的综合性方法”（MMP075202），资助者为R.S.

A.K.负责数据管理、形式分析、研究方法、验证、软件开发和原始草稿撰写；S.N.负责研究方法、数据管理；G.S.负责研究方法、数据管理；S.A.负责研究方法、数据管理和审稿编辑；M.S.负责研究方法；R.S.负责概念设计、数据管理、资金申请、研究验证、监督以及审稿编辑。