伊拉克摩苏尔工业土壤中萘降解菌吡啶红球菌 RA1 的基因组草图序列：探索微生物降解多环芳烃的遗传奥秘

《Microbiology Resource Announcements 0.7》：Draft genome sequence of the naphthalene-degrading bacterium Rhodococcus pyridinivorans RA1 isolated from an industrial soil sample in Mosul, Iraq

来自伊拉克和美国的研究人员为探究萘降解细菌的遗传多样性，从伊拉克摩苏尔附近工业土壤中分离出吡啶红球菌（Rhodococcus pyridinivorans）RA1。研究发现其基因组草图大小为 5,419,924 bp ，GC 含量 67.5%。该成果有助于深入了解萘降解机制。

　　吡啶红球菌（Rhodococcus pyridinivorans）RA1 是从伊拉克摩苏尔附近一个工业场地的土壤中分离出来的，它具有在萘上生长的能力。萘是含有两个芳香环的最简单的多环芳烃（PAH），常被用作 PAH 降解的模型。2014 年 8 月，研究人员从伊拉克摩苏尔附近工业区的表层土壤中获取样本，通过将 1.0 克土壤加入含有 3 mM 萘的 50 mL 矿物盐基础（MSB）培养基中，在 30°C 下于旋转摇床上培养 5 天，分离出萘降解细菌。经过在相同培养基上的一次传代培养后，将细胞接种在 LB 琼脂上，再在含萘的 MSB 琼脂上划线纯化，得到菌株 RA1。

提取 RA1 的基因组 DNA 后，使用 Illumina HiSeq 2500 对其基因组进行测序，测序采用 250 bp 双端测序协议，构建 DNA 文库时使用 Nextera XT 文库制备试剂盒，除将输入 DNA 增加 2 倍、PCR 延伸时间延长至 45 秒外，其他参数采用默认设置。对 592,578 条读取序列用 Trimmomatic 0.30 版本进行处理，滑动窗口质量阈值设为 Q15。利用 SPAdes 3.5 软件对 567,907 条处理后的双端读取序列进行从头组装，k-mer 长度设置为 21、33 和 55，并启用适用于高 GC 数据集的单细胞模式。用 QUAST 2.3 软件生成组装统计数据，通过 NCBI 原核基因组注释管道（PGAP）6.3 版本对基因组进行注释，利用 SEED 工具预测子系统类别中的功能基因，除特别说明外，实验和计算协议均采用默认参数。

RA1 基因组草图覆盖度为 30×，大小为 5,419,924 bp，GC 含量为 67.5% ，分布在 132 个重叠群中，N50 值为 122,361 bp，最大的重叠群为 283,648 bp。PGAP 注释出共 5,053 个编码序列（CDS），包括 4,899 个蛋白质编码基因、54 个转运 RNA（tRNA）和 11 个核糖体 RNA（rRNA，5 个 5S、5 个 16S 和 1 个 23S）。SEED 工具预测出 112 个参与芳香化合物代谢的基因，其中包括编码 8 种芳香 Rieske 双加氧酶和 9 种间位芳香环裂解酶的基因，表明 RA1 和许多其他红球菌一样，是一种多功能的芳烃降解菌。

利用类型菌株基因组服务器（TYGS），采用基因组 BLAST 距离系统发育（GBDP）方法，使用默认设置并通过 FastME 2.0 程序推断系统发育树，以探究 RA1 基于全基因组的系统发育关系。同时使用基因组间距离（GGDH）生物信息学工具测量电子 DNA - DNA 杂交（isDDH）值。结果显示，与 RA1 基因组匹配度最高的是模式菌株吡啶红球菌（R. pyridinivorans）DSM 44555（登录号：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NZ_LRRI00000000.1）和联苯红球菌（R. biphenylivorans）TG9（登录号：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NZ_CP022208.1），isDDH 值分别为 87.4% 和 83.5%。