从耐旱植物Neoglaziovia variegata的根际中分离出的Bacillus velezensis CMAA1918的基因组序列草图

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome sequence of Bacillus velezensis CMAA1918 isolated from the rhizosphere of drought-tolerant plant Neoglaziovia variegata

耐旱微生物基因组学研究揭示Bacillus velezensis CMAA1918菌株具有增强植物抗旱的潜力，其基因组包含耐渗透系统、铁载体合成基因簇及多种抗生素生物合成基因。

　　

摘要

我们报告了来自Caatinga生物群落中耐旱凤梨植物Neoglaziovia variegata的耐渗透压根瘤菌Bacillus velezensis CMAA1918的基因组序列草图。与该菌的渗透压和干旱应激反应、磷酸盐代谢、铁载体产生以及抗菌生物合成途径相关的基因组特征表明，它在水资源有限的农业系统中具有潜在的应用价值。

公告

Bacillus velezensis CMAA1918菌株是从原产于巴西东北部Caatinga生物群落的耐旱凤梨Neoglaziovia variegata的根际中分离得到的。Caatinga是世界上最大的季节性干旱热带森林之一，其特点是反复出现的干旱周期、高蒸发量以及贫瘠的土壤（1）。这些非生物因素施加了强烈的选择压力，从而塑造了根际微生物群落的特点。 B. velezensis菌株已被开发为商业农业接种剂，例如RhizoVital，这种产品来源于B. velezensis的近缘菌株，可用于抑制土传病害并提高植物生长性能（2）。进一步的研究还发现了该菌株促进植物生长的特性、根际竞争力以及B. amyloliquefaciens–velezensis复合体中的有益植物-微生物相互作用（3–5）。此外，该物种的成员还被研究作为水产养殖系统中的益生菌（6, 7）。因此，从自然压力环境中分离新的菌株具有重要意义。根际样本采集自巴西东北部Caatinga生物群落的Neoglaziovia variegata（坐标：7°30′44.3″S, 40°07′24.2″W）。CMAA1918菌株通过系列稀释并在营养琼脂上接种培养获得，随后在30°C条件下培养48小时（有氧条件），并通过多次划线纯化后提取基因组DNA。

基因组DNA使用Gentra Puregene试剂盒（Qiagen）提取，测序文库使用Illumina DNA Prep Kit制备。在NextSeq 2000平台上进行测序（2 × 100 bp），共获得7,673,029个双端读取序列（约1.5 Gb）。读取质量通过FastQC v0.11.9进行评估，使用Trimmomatic v0.39进行剪切处理，基因组组装在KBase上使用SPAdes v3.13.0和默认参数完成。基因组注释使用RASTtk v2.0进行。MiGA分析显示基因组完整性为99.1%，污染率为4.7%，ANI分析表明与B. velezensis参考基因组GCF_001267695.1和GCA_001461825.1的相似度超过99%。

基因组组装包含32个contig，总基因组大小为3.9 Mb，GC含量为46.5%。Contig的N50值为314.7 kb，L50值为5，估计的测序覆盖率为390倍。该基因组编码7,683个预测的蛋白质编码基因。鉴定出与渗透保护物质吸收和代谢相关的基因，包括OpuA/OpuB/OpuC系统、甘氨酸甜菜碱脱氢酶、钠-质子反向转运蛋白以及氧化应激响应相关基因。还检测到参与磷酸盐代谢（PhoA, PhoD）、铁载体生物合成和吸收以及生物膜相关调控系统的基因（详见Figshare上的表S2，https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30739667）。这些特征与生活在根际环境并暴露于渗透压胁迫下的B. velezensis菌株的典型特性一致。antiSMASH v8.0.4识别出22个生物合成基因簇（BGCs），包括NRPS/lipopeptide、transAT-PKS、RiPP类和萜类（详见Figshare上的表S1，https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30739667）。检测到与bacillaene、macrolactin H、bacilibactin、bacilysin及类似fengycin的基因簇（相似度约80%），这些与之前报道的B. velezensis菌株的生物合成特征一致（8–11）。鉴于B. velezensis菌株在农业中的实际应用，从耐旱植物微生物组中分离出的CMAA1918基因组为开发微生物接种剂提供了重要资源。来自耐旱微生物组的基因组数据有助于筛选出能在水分胁迫下促进植物生长的菌株。

致谢

本研究得到了巴西农业研究公司（EMBRAPA）的支持。