Halomonas litopenaei YBW-3-4-1的完整基因组序列，这是一种能够产生多羟基烷酸的嗜盐菌

本研究测定了韩国海洋环境中分离的盐生菌属 litopenaei YBW-3-4-1的全基因组序列，通过PacBio和Illumina测序技术获得4.93Mb环状染色体，包含4294个预测基因，鉴定出包括phaC、phaA在内的PHA合成关键基因，为可持续生物塑料生产提供资源。

　　

摘要

我们报告了从韩国海水中分离出的产聚羟基烷酸（PHA）细菌Halomonas litopenaei菌株YWB-3-4-1的完整基因组序列。该菌株的4.93 Mb环状染色体通过PacBio和Illumina测序技术进行组装，共鉴定出4,294个基因，其中包括与PHA生物合成及其调控相关的基因通路，这表明该菌株在可持续生物塑料生产方面具有潜力。

公告

塑料污染仍然是可持续发展的主要挑战（1，2）。像聚羟基烷酸（PHAs）这样的可生物降解聚合物是石油基塑料的有希望的替代品（3–5）。PHA由多种微生物合成，作为细胞内的碳和能量储备，并且在陆地和海洋环境中均可降解（3，4，6）。Halomonas属细菌因其强大的代谢能力、能够利用多种底物以及高盐耐受性而受到关注，这些特性有助于降低污染风险（4，5，7）。在这里，我们报告了产PHA细菌Halomonas litopenaei菌株YWB-3-4-1的完整基因组序列。

菌株YWB-3-4-1是从韩国统营市永宜防波堤附近的海水中分离得到的（坐标：34°52′24.24″ N, 128°28′04.93″ E）。样品先在0.85%盐缓冲液中稀释，然后接种到Marine agar 2216（BD Difco）培养基上，在37°C下进行有氧培养。通过多次划线纯化菌落，并将纯培养物置于-80°C下用5% DMSO进行冷冻保存。使用通用引物27F和1492R扩增16S rRNA基因（8），并通过NCBI数据库进行BLAST比对，结果显示其与Halomonas属DN3菌株（GenBank编号CP099965.1）的相似度为99.93%。

将一个菌落培养过夜于37°C的Marine Broth中。使用Wizard Genomic DNA Purification Kit（Promega）提取基因组DNA，再用g-TUBE（Covaris）进行剪切，并通过AMPure PB磁珠（Beckman Coulter）进行纯化。使用SMRTbell Prep Kit 3.0（Pacific Biosciences）制备PacBio SMRTbell文库，并在PacBio Sequel II平台上进行测序。PacBio HiFi测序数据使用SMRT Link v13.0.0.207600版本处理，包括读段质量控制、错误校正和接头修剪。最终获得47,066条读段，总长度为383,856,161 bp，平均读段长度为8,155 bp，N₅₀值为9,278 bp（覆盖度为77倍）。为了提高组装精度，还在NovaSeq 6000平台上使用Illumina TruSeq Nano双端文库（2 × 150 bp）进行了测序，得到17,219,404条读段，总长度为2,600,130,004 bp（覆盖度为373倍）。Illumina测序数据经过Trimmomatic v0.38软件进行接头修剪和质量过滤（9）。

PacBio测序数据使用SMRT Link v13.0.0.207600中的Microbial Assembly应用程序进行从头组装（10），该程序识别并修剪了重叠的contig末端，并将环状contig旋转至预测的复制起点。随后使用Pilon v1.21（11）结合Illumina测序数据进行进一步组装，最终得到一条长度为4,934,047 bp、GC含量为68%的环状染色体。基因组完整性通过BUSCO v5.1.3软件评估（12），结果显示所有基因组片段均为单一拷贝，完整性为100.0%。除非另有说明，所有软件均使用默认参数。

利用NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline v6.10对基因组进行注释，共鉴定出4,294个基因，包括4,211个编码序列、64个tRNA基因以及15个rRNA基因（5S、16S和23S）。其中鉴定出与PHA生物合成相关的基因（phaC、phaA、phaB、phaP和phaZ）（13），进一步证实了该菌株在PHA生产方面的潜力。

致谢

本研究部分得到了以下机构的支持：韩国保健产业开发院（KHIDI）下属的韩国健康技术研发项目（资助编号RS-2023-KH141233，由韩国卫生福利部资助）、韩国海洋科学技术院（KIMST）的高海生物资源项目（资助编号KIMST-20210646，由韩国海洋渔业部资助），以及韩国农业、食品和农村事务部的高附加值食品技术研发项目（资助编号RS-2024-00407212）。