紫黑链霉菌进化枝菌株Streptomyces solisilvae HNM0141T的全基因组分析

周奕帆;李陈贵;许云;吴文嫱;夏薇;黄小龙;黄东益;周双清

海南大学热带作物学院;热带生物资源教育部重点实验室

摘  要：

链霉菌属放线菌是最重要的抗生素产生菌,也是包含放线菌种类最多的放线菌属.链霉菌属的有效发表种的模式菌株在16S rRNA基因序列系统发育树上分散归簇于不同的进化分枝.紫黑链霉菌16S rRNA基因进化枝(Streptomyces violaceusniger 16S rRNA gene clade)是其中的一个分枝.该分枝菌株在燕麦培养基上基内菌丝淡黄色,气生菌丝发育成灰色,表面皱纹的螺旋状孢子丝,培养后期呈黑色.该分枝中的菌株普遍具有丰富的生物活性,能产生抗菌、抗寄生虫、抗肿瘤、免疫抑制等多种活性物质,是新型抗生素开发与利用的重要菌源.Streptomyces solisilvae HNM0141T是紫黑链霉菌16S rRNA基因进化枝放线菌的模式菌株.采用第三代全基因组测序技术,首次获得了菌株S.solisilvae HNM0141T的基因组完成图,其线状基因组长度11639536 bp,GC含量为71.03%,包含9363个蛋白编码基因(CDS),18个rRNA基因和67个tRNA基因.其中有6376、5886、3246个CDS分别在COG、GO和KEGG数据库中得到功能注释.除了一般功能预测之外,有大部分基因参与转录、氨基酸转运和代谢、碳水化合物转运和代谢以及次级代谢生物合成和代谢,基因数占比分别为12.91%、10.25%、8.89%、7.59%.利用antiSMASH软件,预测到48个次级代谢产物合成基因簇,其类型包括8个聚酮(PKS)型、7个非核糖体肽(NRPS)型、14个杂合型、6个terpene、3个siderophore、2个butyrolactone,其余NAPAA、ectoine、lanthipeptide-class-i、ladderane、indole、RiPP-like、hserlactone、redox-cofactor各1个.其中聚酮类(PKS)和非核糖体肽(NRPS)类(包括杂合类型)的基因簇含量丰富,占总基因簇的50%以上.7个基因簇与已知代谢物(pristinol、ectoine、geosmin、desferrioxamin B、echoside A/B/C/D/E、nigericin、coelichelin)基因簇的相似性为100%,34个基因簇的相似性在2%~96%之间,剩余的7个基因簇无法匹配到已知基因簇.全基因组分析表明菌株S.solisilvae HNM0141T具有强大次级代谢产物合成的能力,预示该菌株在新颖抗生素的挖掘上具有良好的研究潜力.

关键词：紫黑链霉菌;16S rRNA基因进化枝;基因组测序;次级代谢合成基因簇