通过PacBio测序技术，获得了与土壤相关的Paenibacillus polymyxa菌株ALE1、ALE2和ALE3的完整基因组序列

《Microbiology Resource Announcements》：Complete genome sequences of soil-associated Paenibacillus polymyxa strains ALE1, ALE2, and ALE3 generated by PacBio sequencing

2020年秋季从美国加利福尼亚州沙拉纳斯生菜农场土壤中分离出Paenibacillus polymyxa ALE1、ALE2、ALE3菌株，通过PacBio Revio平台测序获得完整环状基因组，无质粒，且对李斯特菌和致病大肠杆菌具有生物防治效果，基因组数据已提交NCBI。

摘要

Paenibacillus polymyxa ALE1、ALE2和ALE3于2020年秋季从加利福尼亚州萨利纳斯的一家生菜农场的土壤中分离出来。它们的基因组使用PacBio Revio平台进行了测序。这三个基因组的序列都是环状的；在该组装过程中未检测到质粒。

公告

Paenibacillus polymyxa是一种常见的土壤细菌，可能具有高效的植物生长促进和生物控制作用（1）。如先前所述（2），ALE1、ALE2和ALE3是从加利福尼亚州萨利纳斯的农业土壤中分离出来的（其大致中心坐标为36.4357°N, 121.3653°W）。研究发现，这些菌株能够使用Devarajan等人描述的方法（3）抑制Listeria monocytogenes和Escherichia coli O157:H7的存活。

从生菜植株行间采集土壤样本，稀释后与磷酸盐缓冲盐水混合，然后接种到Reasoner’s 2A琼脂平板（用于ALE1）或添加了环己酰胺（40 mg/L）的脑心浸液琼脂平板（用于ALE2和ALE3）上，并在25°C下培养3天。每个菌落先在胰蛋白酶大豆琼脂（TSA）上连续传代三次，再在TSA平板（Oxoid，英国）上划线培养。随后将单个菌落在37°C下于胰蛋白酶大豆肉汤中摇动培养24小时，然后按照先前描述的方法（4）提取基因组DNA。总共收集到20微克的基因组DNA。使用G-tube（Covaris，美国马萨诸塞州）以3,200 × g的离心力在MiniSpin plus微离心机（Eppendorf，美国康涅狄格州）中剪切基因组DNA，以获得10–12 kb大小的片段。剪切后未对片段进行大小筛选。根据SMRTbell prep kit 3.0的说明和检查表制备了SMRTbell全基因组文库（ALE1、ALE2和ALE3），并使用SMRTbell条形码适配器板（PacBio，美国门洛帕克）进行条形码标记，然后在单分子实时SMRT细胞（PacBio Revio SPRQ化学体系；Chemistry v13.3.0.249,246，板载浓度300 pM；标准HiFi文库加载）中进行测序。PacBio Revio测序共产生了12,036,608条原始读段（包括本公告未报告的另外三个基因组的读段）。原始数据使用Microbial Genome Analysis（SMRT Link v25.2.0.266,456；PacBio，美国门洛帕克）进行解复用并转换为HiFi读段文件。每个细菌的HiFi读段用于使用Hifiasm 0.25.0-r726（USDA农业研究服务SCINet项目）组装染色体contigs，并使用Microbial Genome Analysis（SMRT Link v25.2.0.266,456；PacBio，美国门洛帕克）进行验证。通过Geneious Prime v2026.0.2手动检查了基因组的环状性。每个细菌都获得了一个环状染色体（表1）；该数据集中未检测到质粒。无法排除存在超出选定大小范围的小质粒。未进行基因组旋转操作。使用PacBio测序对照（Revio SPRQ聚合酶试剂盒；PacBio，美国门洛帕克）作为内部测序对照（碱基质量Q30为95.27%）。基因组被提交到NCBI Prokaryotic Genome Annotation Pipeline v6.10（PGAP）进行注释（5–7）。所有软件均使用默认参数。

表1

表1Paenibacillus polymyxa菌株ALE1、ALE2和ALE3的基因组特征

CP178917（88%）CP025957（93.4%）CP178917（90%）JBTSVW000000000JBSYHE000000000JBSYHF000000000SRR36399346SRR36399345SRR36399344PRJNA1377667PRJNA1377667PRJNA1377667SAMN53797589SAMN53797590SAMN53797591

特征	ALE1	ALE2	ALE3
基因组测序
总长度（bp）	17,325,789,952	17,495,737,085	18,049,332,475
HiFi读段数量	2,098,055	2,045,760	2,400,605
HiFi读段质量（中位数）	Q40	Q40	Q40
HiFi读段长度N50（bp）	9,676	9,676	9,676
CCS分析映射的HiFi读段（bp）	2,096,873	2,044,937	2,399,327
CCS读段长度N50（bp）	9,474	9,388	8,646
Contigs数量	1	1	1
基因组特征
基因组大小（bp）	6,069,815	5,750,723	5,812,254
覆盖度（×）	2,852	3,040	3,103
GC含量（%）	44.98	45.59	45.39
环状性	是	是	是
编码序列	5,499	4,838	5,074
编码基因	5,422	4,777	5,002
最接近的参考基因（相似度%）
数据可用性
GenBank登录号
SRA登录号
BioProject
BioSample

^a

CCS：环状一致性测序；SRA：序列读段档案。

ALE1、ALE2和ALE3基因组组装的特征在表1中展示。Paenibacillus polymyxa ALE1、ALE2和ALE3的基因组序列与其他GenBank已发布的Paenibacillus polymyxa序列的相似性使用Geneious v2026.0.2进行分析，并在图1中展示。Paenibacillus polymyxa ALE1、ALE2和ALE3的基因组序列已存储在DDBJ/ENA/GenBank中（表1）。ALE1、ALE2和ALE3的HiFi原始读段可通过序列读段档案获取（表1）。

图1

图1 使用Mauve Whole Genome Aligner（Geneious Prime v2026.0.2）对Paenibacillus polymyxa ALE1、ALE2和ALE3与其他GenBank上发表的Paenibacillus polymyxa菌株进行了相似性分析。系统发育树采用基于距离的邻接法构建，并使用了Tamura-Nei模型及自助法（重复次数设为100，支持阈值设为0）（Geneious Prime v2026.0.2）。完整的细菌基因组从NCBI导入Geneious作为输入。如未特别说明，使用默认参数。

致谢

本研究得到了美国农业部农业研究服务局国家项目108：食品安全（动物和植物产品）的支持。

本研究使用了USDA农业研究服务局SCINet项目提供的资源，项目编号为0500-00093-001-00-D。

T.D.T.：数据整理、正式分析、调查、撰写——初稿。S.L.：数据整理、调查。R.H.：概念设计、项目管理、监督。J.A.M.：概念设计、项目管理、监督、撰写——审阅和编辑。