弧菌科细菌类群中基因组最小的细菌

1、弧菌科(Vibrionaceae )细菌类群中基因组最小的细菌海洋侧支发光细菌我们生活在一个微生物的世界。微生物无处不在，无所不能。它好比夜空中 闪亮的星星，浩瀚无垠。仰望夜空，你总能发现与众不同的一颗。海洋如同浩瀚 的星空一样，在这片蓝色的星球中蕴藏了许许多多的丰富多彩，与众不同的微生 物。从中国南海表层海水中，国家海洋局第三海洋研究所 邵宗泽研究团队分 离培养到弧菌科(Vibrionaceae)细菌的一个新类群 海洋侧支发光细菌(Paraphotobacterium marinum)。模式菌株为 NSCS20N07DT (=KCTC 52126T =MCCC 1A01886T =CIP 1

2、11031T)。通过细菌基因组草图分析(draft genome)， 这个细菌基因组仅有2.5 M，其基因组大小远远小于发光细菌属的种类以及弧菌 科的其他属的种类。借助于三代测序(PacBio RS sequencing)的方法，国家海洋局第三海洋研究 所邵宗泽科研团队获得了海洋侧支发光细菌，菌株NSCS20N07DT的基因组完成 图。三代测序是单分子测序技术，测序过程不需要PCR扩增，就可以对每一条 DNA分子进行测序。因此三代测序获得的序列很长，其平均长度为10 K，最长 可以测序到60 K。通过一个cell测序的数据，他们组装获得了菌株NSCS20N07DT 基因组的完整圈图(compl

3、ete genome)。这株菌的基因组大小只有2.6 Mbp，GC 含量为31.2 mol%,这株菌也具有两个染色体，分别为大染色体1.4 M， GC含量 31.6 mol%；小染色体1.2 M，GC含量30.8 mol% (图1)。具有两个染色体(two chromosomes)是弧菌科细菌类群重要的基因进化特征。比如我们熟知的霍乱弧 菌Vibrio cholerae El Tor N16961，具有一个大染色体3.0 M，个小染色体 1.1 M。01.湾洋用丈支度南柱以汹（冲的里豳群征.L两 冷!色氐的酸:翎J 罡02站 CC wtd#rri：F ytK Dfiatcin, iKHlER争

4、曲。皿#&3苗3JM）- E* 两个书邑|*上COXh旎许奠通过与弧菌科细菌类群7个属134个细菌基因组的比较，科研团队发现，海洋侧 支发光细菌是目前报道的弧菌科类群中最小的基因组的细菌，而且GC含量也是 最小的（图2）。通过基因组的功能注释，我们发现大染色体的功能主要是维持 细胞的基础代谢（糖、氨基酸、脂类、能量代谢）。小染色体由于存在大量的未 知基因，它的功能还有待进一步研究。此外，通过对分离侧支发光细菌的南海表 层海水微生物群落组成的认识，他们发现海洋侧支发光细菌在海水的丰度非常 低，是一类稀有菌群（rare species）。最后，我们通过16S rRNA gene序列的比对， 分析发现海洋侧支发光细菌主要生活在大洋深海的环境中，比如中国南海水体，东太平洋的热液羽流、深海珊瑚等等。曲.海洋#皎妄式细函的星刖出变目前，天津生物芯片能为广大科研工作者提供细菌基因组、真菌基因组以及环境微生物 多层次多方面多水平的研究。P