Paenibacillus polymyxa 19197的完整基因组序列，该菌是一种从Morchella importuna羊肚菌中分离出的内生细菌

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequence of Paenibacillus polymyxa 19197, an endophytic bacterium isolated from the morel mushroom Morchella importuna

白口蘑内生菌Paenibacillus polymyxa 19197的完整基因组测序及功能分析，发现其携带氮素固定operon和220个糖苷水解酶基因，暗示其在白口蘑生态系统中参与碳氮循环。

　　

摘要

我们报告了从Morchella importuna中分离出的内生菌Paenibacillus polymyxa 19197的完整基因组序列。该菌的6.93 Mb圆形染色体编码了一系列具有碳水化合物活性的酶（CAZymes），包括220种糖苷水解酶，以及一个完整的氮酶操纵子，这表明它们在羊肚菌生态系统中可能参与多糖降解和固氮作用。

公告

珍贵的羊肚菌Morchella importuna的商业化栽培面临着产量不稳定问题，这与其生长环境中的微生物相互作用有关（1–3）。内生细菌，特别是Paenibacillus属细菌，因其代谢多样性和促进植物生长的特性而受到关注（4）。我们从M. importuna的子实体中分离出了Paenibacillus polymyxa 19197。其基因组包含一个氮酶操纵子和多糖降解酶基因，暗示它们可能在养分循环中发挥作用。为了阐明这些功能的基因组基础，我们发布了P. polymyxa 19197的完整基因组序列。

该菌株是从经过表面灭菌（75%乙醇，1.5分钟）的子实体中通过将内部组织片段接种到CYM琼脂板上分离得到的。通过使用引物BSF（5′-GAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′）和BSR（5′-AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-3′）进行16S rRNA基因测序，确认其为Paenibacillus polymyxa（GenBank OR486028），与Paenibacillus phytohabitans（NR_181094）的序列一致性达到99.65%，并通过基因组分析进一步验证。通过多次划线纯化处理减少了宿主DNA的污染，从而无需额外的去除步骤。

基因组DNA的提取方法如下：将P. polymyxa 19197的单个菌落培养在23°C下的液体CYM培养基中（摇床转速200 rpm），直至OD???达到0.8。通过离心（8,000× g，10分钟，4°C）收集细胞，然后将沉淀物快速冷冻在液氮中并储存在-80°C。基因组DNA采用溴化辛基三甲基铵（CTAB）方法提取（6），提取过程中还包括使用蛋白酶K处理和RNase A进行最终纯化。通过0.35%琼脂糖凝胶电泳验证DNA的完整性，并使用Qubit荧光计测定浓度。

对于Illumina测序，我们使用TruSeq DNA试剂盒构建文库，并在NovaSeq平台上进行测序，获得了13,612,888对末端序列（平均长度2×151 bp；覆盖度约为80倍）。使用AdapterRemoval v2.2.2软件对测序数据进行质量控制和接头去除（7）。对于Oxford Nanopore Technologies（ONT）测序，我们使用BluePippin技术对高分子量DNA进行大小筛选。然后使用SQK-LSK109试剂盒构建文库，并在PromethION设备上进行测序，得到277,223条原始读段（N50平均长度为23.3 kb）。碱基测序使用Guppy v6.4.6软件以高精度模式完成。

基因组组装使用Unicycler v0.4.8和Pilon v1.23软件进行（8），并使用antiSMASH v6.0.0软件进行后期处理（9）。基因组序列提交至DDBJ数据库，并使用DFAST工具进行注释（10）。碳水化合物活性酶的鉴定通过dbCAN2（11）完成，次级代谢产物的聚类分析则使用antiSMASH v6.0.0（12）进行。

完整的圆形染色体长度为6,931,270 bp（GC含量为51.0%）。CheckM v1.2.1软件检测显示其完整性为99.26%，污染率为0%。该基因组编码6,135种蛋白质、86种tRNA和27种rRNA（表1）；92.2%的蛋白质具有功能注释。注释结果包括：一个完整的nifHDK氮酶操纵子；几丁质酶（GH18, GH19）和纤维素酶（GH5, GH9）基因；通过dbCAN2鉴定出的367种CAZymes（包括220种糖苷水解酶）；以及通过antiSMASH鉴定出的与抗MRSA蛋白paeninodin相似的肽簇。

表1

表1Paenibacillus polymyxa 19197菌株的基本基因组特征

基因组特征	值
登录号	AP044781
BioProject	PRJDB37857
BioSample	SAMD01696271
染色体大小（bp）	6,931,270
GC含量（%）	51.0
编码序列（CDS）	6,135
tRNA基因	86
rRNA基因	27

致谢

我们衷心感谢云南省重点科技项目（项目编号202402AE090030）、广西工业技术研究院项目（CYY-HT2023-JSJJ-0038）、云南省人才振兴支持计划（授予X.H.）、云南省技术创新计划（项目编号202205AD160036，授予F.Y.）以及中国科学院指定支持项目（项目编号KCXFZJ-DDBF-202403）提供的财政支持。

同时，我们也感谢所有为本研究提供支持和帮助的同事和机构。