从鄂尔多斯蒿（Artemisia ordosica）根际分离出的Roseomonas sp. WA12的完整基因组序列

本研究完成 Roseomonas sp. WA12 全基因组测序，该菌株分离自内蒙古 Jungar Banner 赤蒿根际土壤。基因组包含1个4,787,499 bp的环状染色体（GC=69.70%）及3个质粒（A:731,044 bp；B:219,984 bp；C:44,809 bp）。采用 Illumina NovaSeq 和 PacBio Sequel IIE 平台测序，结合 unicycler 和 Pilon 工具组装，验证其属于 Roseomonas 属，与模式菌株 R. harenae相似度达98%。旨在解析该菌与宿主互作机制。

　　

摘要

我们报告了从中国准格尔旗种植的Artemisia ordosica的根际土壤中分离出的Roseomonas sp. WA12菌株的完整基因组序列。该基因组由一个环状染色体（4,787,499 bp；GC含量：69.70%）和三个环状质粒组成，分别命名为质粒A（731,044 bp；GC含量：66.04%）、质粒B（219,984 bp；GC含量：65.08%）和质粒C（44,809 bp；GC含量：67.83%）。

公告

目前，全球许多农业地区正面临不同程度的水资源短缺问题，这种短缺的严重程度和持续时间受到气候变化的影响（1）。供水不足会迅速导致植物脱水，从而影响作物的生长和发育（1）。然而，根际细菌可能促进作物生长。Roseomonas属细菌以其代谢多样性和广泛分布（2、3）而闻名，在调节关键生态和生物地理过程中发挥着重要作用（4）。Artemisia ordosica是中国西北部Mu Us沙地的主要植被物种，占该地区植被覆盖面积的31%，在维持区域生态系统的结构稳定性方面起着关键作用（5）。本研究旨在获得Roseomonas sp. WA12的完整基因组，以进一步探索该菌株与其植物宿主之间的有益相互作用。

Roseomonas sp. WA12是从中国内蒙古自治区准格尔旗（40.17°N, 111.07°E）种植的Artemisia ordosica的根际土壤中分离得到的。从Artemisia ordosica根部采集1克土壤样本，用9毫升生理盐水进行匀浆处理。离心后沉淀土壤颗粒，将上清液涂布在R2A培养基上（6），并在28°C下培养48小时。通过连续三轮在R2A培养基上的单菌落划线分离出单个菌落。利用特异性引物对27F/1492R进行PCR扩增，鉴定出多个属于Roseomonas的菌株，最终选择了WA12菌株进行测序。将WA12的单个菌落在R2A液体培养基中培养36小时，然后通过离心从50毫升培养物中收集细菌细胞。使用基于磁珠的细菌DNA提取试剂盒（Majorbio，上海，中国）提取基因组DNA。测序工作在Illumina NovaSeq Xplus平台和PacBio Sequel IIE上进行（生成HiFi读段）。使用Covaris M220聚焦超声波仪（Covaris，美国）将DNA切割成约400 bp的片段，并通过琼脂糖凝胶电泳验证片段大小分布。使用NEXTFLEX Rapid DNA-Seq试剂盒（Illumina，美国）构建测序文库，并在Illumina NovaSeq Xplus平台上进行测序，产生2 × 150 bp的配对末端读段。使用fastp v0.23.0对原始数据进行质量控制。对于Illumina测序，获得了9,094,856条配对末端读段（2 × 150 bp），总计8,921,026条高质量数据（Q20：98.74%，Q30：93.78%），基因组覆盖率为237.46倍。对于PacBio测序，使用G-tubes方法将基因组DNA切割成8–10 kb的片段，然后使用SMRTbell prep kit 3.0（PacBio，美国）构建第三代文库。PacBio测序产生了53,027条读段，N50长度为11,565 bp，平均读长为11,539.51 bp，基因组覆盖率为105.80倍。使用unicycler v0.4.8（7）对PacBio读段进行组装，测序深度为135×。使用Pilon v1.22（8）对结果基因组进行优化，得到高精度的最终序列。使用MEGA-X 10.0.2（9）构建系统发育树。除非另有说明，所有软件均使用默认参数运行。

Roseomonas sp. WA12的基因组大小为5,783,336 bp，包含一个环状染色体（4,787,499 bp；GC含量：69.70%）和三个环状质粒，分别为质粒A（731,044 bp；GC含量：66.04%）、质粒B（219,984 bp；GC含量：65.08%）和质粒C（44,809 bp；GC含量：67.83%）。Roseomonas sp. WA12菌株的基因组注释统计信息总结在表1中。16S rRNA基因的长度为1,304 bp，16S rRNA系统发育树表明WA12菌株属于Roseomonas属（图1），与模式菌株R. harenae CPCC 101081^T的相似度最高，达到98%。

表1

表1Roseomonas sp. WA12的基因组注释统计信息

特征	Roseomonas sp. WA12
总碱基对（bp）	4,787,499
GC含量（%）	69.70
CDS	5,327
完整rRNA（16S, 23S, 5S）	3, 3, 3
tRNA	50
sRNA	17
CRISPR	7

图1

图1 使用MEGA-X 10.0.2中的Kimura 2参数方法基于16S rRNA基因序列构建的邻接树，显示了WA12菌株在相关属中的系统发育位置。Bootstrap值基于1,000次重复实验（显示值≥50%）。Siccirubricoccus deserti SYSU D8009^T被用作外群。条形图表示每个核苷酸位置的变异幅度为0.01。

致谢

本研究得到了内蒙古自治区“黄河J形弯道”生态环境调查与修复项目（2023年）以及内蒙古自治区自然科学基金（项目编号2021MS03097）的支持。