从加拿大阿尔伯塔省的一条罗非鱼养殖池中分离出的枯草芽孢杆菌的基因组序列草图

《Microbiology Resource Announcements》：Draft genome sequence of a Bacillus cereus isolated from a tilapia tank in Alberta, Canada

本研究测序了加拿大阿尔伯塔省某高中水培系统中分离的枯草芽孢杆菌RAS-11-1（5.7Mb），发现其携带编码IAA合成的trpC基因，为探究该菌对tilapia健康的促生长作用奠定基础。

　　

摘要

我们展示了从加拿大阿尔伯塔省一所高中用于教育目的的罗非鱼（Oreochromis niloticus）水产养殖系统中分离出的Bacillus cereus RAS-11-1菌株的5.7 Mb基因组草图序列。该菌株预计携带用于合成植物生长激素吲哚-3-乙酸（IAA）的trpC基因。

公告

罗非鱼水产养殖是一种可持续的食物生产系统（1），可以提高罗非鱼的产量（2）。在水产养殖系统中，微生物对罗非鱼的健康起着重要作用。某些Bacillus cereus菌株是食源性病原体，但非致病性的B. cereus可能具有益处（3，4）。中国的一项研究表明，一种益生菌B. cereus可以通过显著提高罗非鱼皮肤的免疫酶活性来促进其健康（5）。据我们所知，目前尚无关于加拿大罗非鱼水产养殖系统中B. cereus的研究文献。此外，非致病性的B. cereus由于能够产生包括吲哚-3-乙酸（IAA）在内的植物生长促进物质（PGPs），因此具有促进植物生长的特性（4，6）。因此，对我们分离出的菌株进行基因组分析是了解其在加拿大罗非鱼水产养殖中作用的第一步。

我们从加拿大阿尔伯塔省拉科姆贝市一个罗非鱼养殖系统的水中分离出了Bacillus cereus RAS-11-1菌株。该养殖系统主要用于教育目的。我们收集了水样并将其储存在4°C下直至分析。取100 μL水样接种在Tryptic Soy Agar（TSA；MP Biomedicals，CA）培养基上，并在15°C下进行有氧培养。经过48–72小时的培养后，分离出一个菌落。通过将该单菌落重新接种在TSA培养基上并再次培养，然后在10 mL Tryptic Soy Broth（TSB；MP Biomedicals，CA）中静置培养以提取DNA，最终获得了纯化的菌落。

细胞通过离心（5000 × g，22°C，10分钟）进行沉淀。按照Qiagen公司的说明书（Qiagen，德国）使用Qiagen的DNeasy Blood & Tissue Kit提取总DNA，并在Génome Québec的Illumina NovaSeq X Plus测序系统上进行全基因组测序（WGS，150-bp双端测序），所用试剂为NEBNext Ultra II DNA Library Prep Kit（New England BioLabs）。使用fastp（版本0.23.2）对数据进行了质量修剪（7）。基因组组装使用SPAdes（版本3.15.5）完成（8）。分类工作通过GTDB-Tk（版本2.3.2，classify_wf）进行（9）。基因组注释使用NCBI的PGAP（版本6.10）完成（10）。除非另有说明，所有软件均使用默认参数。

共生成了60,342,600条原始读段，基因组覆盖率为1,533倍，过滤后得到59,979,992条有效读段。RAS-11-1的基因组大小为5,700,195 bp，包含53个contigs（N50 = 329.2 kb）、5,606个编码序列（CDS）、46个tRNA和5个ncRNA，平均GC含量为35%。基于BLAST的分析显示，该菌株的核苷酸同源性（ANI）为97.19%，与B. cereus ATCC 14579（组装版本ASM201466v1；GCF_045287585.1/）一致（11，12）。

PGAP分析表明，RAS-11-1菌株携带一个762 bp的trpC基因（EC 4.1.1.48；位置为JBRZRL010000012.1，从nt 22,872到23,633），该基因编码参与色氨酸依赖性IAA合成的吲哚-3-甘油磷酸合成酶（13，14）。

总之，我们从罗非鱼水产养殖系统中分离出一种携带trpC基因的B. cereus菌株，该基因可用于IAA的合成。未来的长读长测序分析（15）将进一步帮助验证RAS-11-1中注释的基因。

致谢

本研究得到了加拿大政府共享优先项目“基因组研究与发展计划”（项目编号GRDI-AMR-One-Health，授权号J-002886）以及加拿大农业和农业食品部的支持（授权号J-003149）。

我们感谢拉科姆贝综合高中提供了来自罗非鱼养殖系统的水样。

X.L.：负责撰写初稿、审稿和编辑、资金申请、项目监督、概念构思、样本采集、数据管理、数据可视化、实验设计、方法选择、项目管理和正式分析。S.H.：负责正式分析（包括细菌分离）、审稿和编辑。M.N.和S.U.：共同负责DNA提取，并参与审稿和编辑。