低温反硝化功能菌Enterobacter sp. LM3的基因组测序及其环境适应机制解析

来自中国黑龙江的研究团队从哈尔滨污水处理厂活性污泥中分离出具有低温反硝化能力的Enterobacter sp. LM3菌株，完成其4.37 Mb基因组测序（GC含量53.5%），鉴定出4,042个蛋白编码基因及68个tRNA，发现其携带冷抗性基因(如DeaD、DnaK)和反硝化功能基因簇(如硝酸盐还原酶)，为低温污水处理提供新菌种资源。

　　

在寒冷地区污水处理领域，某些肠杆菌属(Enterobacter)物种虽已被证实具备异养硝化(heterotrophic nitrification)和好氧反硝化(aerobic denitrification)能力，但其低温环境下的脱氮性能仍属罕见。这项研究从中国黑龙江省哈尔滨污水处理厂的冬季活性污泥样本中，通过15℃低温富培养和BTB培养基筛选，成功分离到一株能使培养基变蓝的低温反硝化菌株LM3。

基因组测序显示，该菌株基因组大小为4,376,652 bp，GC含量53.5%，包含64个scaffolds（N50=199,241 bp）。通过Illumina NovaSeq 6000平台获得的测序数据经Trimmomatic质控后，使用ABySS进行多Kmer参数组装，BUSCO评估显示基因组完整度达97.6%。注释分析发现4,042个蛋白编码基因、68个tRNA和2个rRNA，其中包含冷适应关键基因——ATP依赖的RNA解旋酶(DeaD)、海藻糖-6-磷酸合成酶以及分子伴侣DnaK调控因子。

值得注意的是，KEGG和GO注释揭示了完整的反硝化通路基因：硝酸盐还原酶α/β/γ亚基、亚硝酸盐还原酶大/小亚基以及硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白。通过平均核苷酸一致性(ANI)分析，该菌株与Enterobacter mori CP061801的相似度达99.5%，16S rRNA基因比对显示其与Enterobacter cloacae AP022133的相似度为99.72%。这些发现不仅拓展了低温环境微生物资源库，更为开发寒区污水生物处理技术提供了理论依据和候选工程菌种。

（注：研究获龙江环保集团资助，测序工作由上海伯致生物科技有限公司完成）