两株生防链霉菌全基因组测序分析及几丁质酶家族基因鉴定

1、两株生防链霉菌全基因组测序分析及几丁质酶家族基因鉴定链霉菌 FT05W(Streptomyces sp.FT05W)和 ZEA17l(Streptomyces sp.ZEA17l) 是两株对烟草黑胫病等土传真菌病害具有良好拮抗作用的生防放线菌。 为了明确 其系统进化关系,本研究应用了多位点序列分析的方法,对16S rDNA,gyrB、rpoB、 atpD 和 recA 五个基因进行扩增测序 , 利用上述基因序列与 56个参考链霉菌菌株 序列构建系统发育树。结果显示链霉菌FT05WS亲缘关系上与S.griseoplaus 近缘；链霉菌ZEA17I 是与 S.griseobrunneus 近缘。为

2、了进一步探索两个菌株的生物学功能 , 本研究分 别利用Miseq PE300和Illumina Hiseq 测序平台对链霉菌 FT05W ZEA17I进行 全基因组测序。结果表明，从链霉菌FT05W中共获得6914188个reads,平均序列长度为301 bp； 其中 reads1 91.60% 的碱基序列测序质量值都高于 20(Q20),reads1 82.94% 的碱基序列测序质量值都高于 30(Q30),reads283.99% 的碱基序列测序质量值都 高于 20(Q20),reads2 72.00% 的碱基序列测序质量值都高于 30(Q30)；reads1 N 碱基的数目为130 bp

3、,reads2 N 碱基的数目为74 bp;reads1的GC含量为 63.99%,reads2的GC含量为64.79%;通过SPAdes软件对序列进行拼接共得 1836 个 contigs, 其基因组全长为 7699129 bp, 预测出 7434个蛋白编码基因 (GenBank 登录号:NZ_QGMR00000000)另外，链霉菌ZEA17I共共获得5915444个reads,平 均序列长度和链霉菌FT05W近似；其中reads1 89.98%的碱基序列测序质量值都 高于 20(Q20),reads1 78.71% 的碱基序列测序质量值都高于 30(Q30),reads2 73.26%的碱

4、基序列测序质量值都高于 20(Q20),reads2 57.93%的碱基序列测序质 量值都高于 30(Q30);reads1 N 碱基的数目为 36 bp,reads2 N 碱基的数目为 571 bp;reads1的GC含量为66.93%,reads2的GC含量为68.46%;通过SPAdes软件的 拼接,得到1956个con tigs,基因组全长为7526731bp,预测出6881个蛋白编码基 因（GenBank登录号：NZ_QGMSO1OOOOO0）了解全基因组序列不仅对基因功能研究有着很大的促进作用 , 而且还能为物 种间的相互作用、比较基因组学等更多的生物基础研究提供相关信息 , 此外

5、, 通过 全基因组测序促进了生防链霉菌菌基因功能与生物学特性相关研究。此外 , 本研 究还从对两个基因组进行了基因组注释、 基因功能分类、 比较基因组学、 构建数 据库等相关生物信息学分析。其中,在链霉菌FT05W中共鉴定出8个几丁质酶家族基因,其中ChiD、ChiO ChiP为新发现基因，链霉菌ZEA171中鉴定出10个几丁质酶家族基因,其中ChiD、 ChiI 、 ChiQ、 ChiT 为新发现基因。利用 Mega6.O 构建出的相关几丁质酶家族基 因的系统发育树表明,链霉菌FT05W有6个18家族几丁质酶基因,2个19家族基 因;链霉菌ZEA17I有9个18家族几丁质酶基因,1个19家族基因。几丁质酶能够分解真菌细胞壁的几丁质 , 为链霉菌防控植物病害的重要机理 之一。随后,利用Protparam等多种软件对链霉菌FT05W ZEA17I的几丁质酶家 族基因进行了进一步的生物信息学分析。最后,对链霉菌FT05W中几丁质酶家族基因ChiA、ChiB、ChiC、ChiD、ChiN、ChiO、ChiP进行了实时荧光定量分析,6个18家族基因的相对表达水平均高于 19家族基因,其中ChiD的相对表达量最高。最后,以天蓝色链霉菌msiK、dasD 及ChiR基因作为参考