氨氧化古菌Nitrosopumilus zosterae模式菌株NM25的完整基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequence of the ammonia-oxidizing archaeon Nitrosopumilus zosterae type strain NM25

氨氧化古菌Nitrosopumilus zosterae NM25T完整基因组测序，通过PacBio HiFi reads组装成17,750,52 bp的环形染色体，含2055个蛋白编码基因、43个tRNA和3个rRNA，GC含量33.91%。

　　

摘要

本研究描述了化能自养氨氧化古菌Nitrosopumilus zosterae NM25^T的完整基因组序列。该基因组由一条环状染色体组成，基因组大小为1,775,052 bp，G+C含量为33.91%。共预测出2,055个蛋白质编码基因、43个tRNA基因和3个rRNA基因。

公告

从鳗草带（34° 39′ 37″N, 138° 58′ 50″E）的沿海沉积物中分离出了氨氧化古菌Nitrosopumilus zosterae NM25^T（1, 2）。Nitrosopumilus广泛分布于海洋环境中（1）。由于存在重复序列区域，目前尚未发表完整的N. zosterae NM25^T基因组序列，尽管此前已报告了包含14个contigs的草图基因组组装（BioProject: PRJDB6801）（1）。本文利用PacBio高保真（HiFi）读取技术发布了N. zosterae NM25^T的完整基因组序列。

N. zosterae NM25^T在装有4 L HEPES缓冲SCM培养基的10 L瓶中培养（2），在30°C、黑暗条件下搅拌12天。细胞通过Millipore Stericap真空过滤器进行过滤，然后将过滤器放入50 mL塑料管中并储存在?20°C。核酸提取使用NucleoBond Buffer Set III和AXG 500柱（TaKaRa Bio，日本滋贺县）进行纯化，使用AMPure XP珠（Beckman Coulter，美国加利福尼亚州）进行纯化。DNA的质量和数量分别通过Agilent HS Genomic DNA 50 kb Kit（Agilent Technologies，美国加利福尼亚州）和QuantiFluor dsDNA System（Promega，美国威斯康星州）进行检测。该菌株的基因组在PacBio Sequel IIe平台（Pacific Biosciences，美国加利福尼亚州）上使用Sequel II binding kit 2.2和Circular Consensus Sequencing（CCS）应用程序进行测序。为了制备10–20 kb的片段，将5 μg的基因组DNA在2,100 × g的离心力下使用g-TUBE（Covaris，美国马萨诸塞州）进行剪切。PacBio文库使用SMRTbell Express Template Prep Kit 2.0（Pacific Biosciences）制备。使用SMRT Link ver. 10.1.0.119.528（Pacific Biosciences）从读取数据中提取接头，得到22,105条HiFi读取数据，覆盖193,617,728个碱基对，平均读取长度为8,759 bp。使用Filtlong ver. 0.2.0（https://github.com/rrwick/Filtlong）和“--min_length 1000”及“--keep_percent 90”参数评估HiFi读取数据的质量，最终得到19,847条HiFi读取数据。使用Flye ver. 2.8.3（3）和“--pacbio-hifi”及“-i 3”参数对过滤后的HiFi读取数据进行组装，得到一条覆盖率为109×的环状contig，基因组总大小为1,775,052 bp，G+C含量为33.91%。N₅₀ contig和最长contig的大小均为1,775,052 bp。使用Bandage v.0.8.1（4）（默认参数）构建了基因组图谱，显示了一条环状染色体（1,775,052 bp）。使用CheckM（5）在DFAST_QC pipeline ver. 1.0.7（6）和“Thaumarchaeota”标记集上估计基因组完整性和污染程度，结果显示完整性为98.49%，污染程度为2.47%。随后，使用NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline（PGAP）ver. 2022-04-14.build6021（78）将组装的基因组可视化为环状图谱，如图1所示。

图1

图1 使用Proksee（https://proksee.ca）可视化的Nitrosopumilus zosterae NM25^T的环状基因组图谱。外层环状图（蓝色）显示了编码序列（CDS）、tRNA、rRNA和非编码RNA（ncRNA）。黑色圆圈代表GC含量。内层圆圈（绿色和紫色）代表GC偏斜值，绿色表示正偏斜，红色表示负偏斜。

致谢

本研究得到了日本大学生物资源科学学院的支持。