公告
最近,在
Trichoderma reesei中发现了编码混合多酮合酶-非核糖体肽合成酶(PKS-NRPS)的生物合成基因簇(
1,
2)。这些数据表明该菌能够产生ilicicolin H和K这两种抗真菌代谢产物,它们具有相似的化学性质,并可作为线粒体呼吸链的抑制剂(
3)。本文报道了从哥斯达黎加红树林沉积物中分离得到的
MA2的基因组序列、组装及注释结果(4)。该菌株是从哥斯达黎加的Manuel Antonio国家公园中分离得到的。将10克样品与90毫升无菌过滤海水混合,在室温下以150转/分钟的速度振荡20分钟。随后将样品进行系列稀释至10^-2浓度,并将每个稀释液中的100微升接种在添加了0.1克/毫升青霉素-链霉素的土豆葡萄糖琼脂(PDA)培养基上,每种稀释液重复接种两次。该菌株被保存在哥斯达黎加国立大学应用生物信息学实验室的菌株库中。通过内部转录间隔区(ITS)测序确认了该菌的物种身份(GenBank登录号:
PP853646.1)。
MA2菌株在30°C、120转/分钟的轨道培养箱中于PDA培养基上培养7天后,按照制造商的协议使用FastDNA Spin Kit for Soil(MP Biomedicals,美国Solon OH)和均质器(MM40,Retsch,德国Haan)提取DNA。基因组测序使用NovaSeq 6000仪器和Illumina V4平台的VAHTS Universal DNA Library Prep Kit进行,采用双端2 × 150 bp的测序模式,共获得6,195,146条双端序列读段。
使用Trim Galore(v0.4.3)工具对序列进行了去冗余处理(
5)。使用SPAdes(v3.15.4)软件以89,95,97,101,107,117和127个k-mer长度进行
de novo组装(
6),并利用
QM6a(GCF_000167675.1)作为参考基因对组装结果进行了优化(7)。此外,还使用Augustus(v3.3)软件和作为训练集对蛋白质进行了注释(8)。tRNA和rRNA的预测分别使用tRNA-scan-SE(v2.0.5)和Barrnap(v0.9)工具完成(9, 10)。通过Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs(BUSCO)(v5.4.3)软件将基因组完整性分别与fungi_odb10、ascomycota_odb10和hypocreales_odb10数据库进行比对(11)。编码PKS-NRPS的基因簇分析使用antiSMASH真菌版本(v8.0)完成(12)。测序平均深度为36.7倍,最终组装得到的基因组大小为33.4 Mb,分布在259个支架上,N50值为1,068,146 bp,GC含量为49.90%,包含9,510个编码基因、207条tRNA和62条rRNA序列。BUSCO分析结果显示,与Fungi(n = 758)、Ascomycota(n = 1,706)和Hypocreales(n = 4,494)数据集相比,基因组完整性分别为99.0%(完全且为单拷贝的BUSCOs [S];98.9%,完全且为重复拷贝的BUSCOs [D]:0.1%)、98.6%(S:98.4%,D:0.2%)和97.4%(S:97.3%,D:0.1%)。antiSMASH工具共鉴定出35个生物合成基因簇,其中包括11个萜类化合物簇、10个NRPS簇、8个T1PKS簇和6个混合簇。
在组装结果的支架17中发现了T1PKS-NRPS簇(坐标:nt 1208843–1274512),其与MIBiG数据库中的BGC0002035条目高度相似,后者属于
Neonectria sp. DH2菌株产生的ilicicolin H生物合成基因簇(
13)。此外,支架3上的NRPS-T1PKS簇(坐标:nt 279802–389733)和支架6上的T1PKS-NRPS-萜类簇(坐标:nt 1–111042)与MIBiG数据库中已报道的任何生物合成基因簇均无相似性。
我们的研究结果强调了 MA2产生新型抗真菌物质的潜力,进一步提升了其作为具有生物技术价值的次级代谢产物来源的价值,同时也巩固了其作为木质纤维素酶生产者的传统工业地位。