2017-07-06
派森諾生物與華東理工大學合作，在《International Biodeterioration & Biodegradation》（最新影響因子：2.962）發(fā)表文章，研究中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2對典型相容性溶質的合成轉運機制。
研究背景
中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2在高鹽條件下具有高效的苯酚降解能力。石油煉焦、醫(yī)藥、化工、印染等行業(yè)排放的廢水中均含有較高的鹽度和高濃度的苯酚，因此，該菌株在高鹽含酚廢水處理中具有較高的應用潛力。中度嗜鹽菌可通過自身合成或轉運相容性溶質（Compatible solutes）的方式抵抗細胞外的高滲透壓。相容性溶質是由多種有機化合物組成的混合物，其在維持菌株代謝酶系統(tǒng)穩(wěn)定和適應高鹽環(huán)境的過程中扮演滲透保護劑的角色。目前，微生物體內相容性溶質生物合成和轉運相關基因的發(fā)掘和研究成為熱點。
該研究當中完成的對中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans的全基因組測序尚屬首例。
測序平臺： Pacific Biosciences RSⅡ和Illumina Miseq高通量測序平臺。
研究材料： 中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2。
研究結果
1. 基因組特征
本文完成了對中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2的全基因組測序，并將染色體和質粒序列信息上傳至Genbank，檢索號為NZ_CP017962.1，NZ_CP017963.1。
2. 相容性溶質合成和轉運的相關基因
在完成對Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2菌株的全基因組分析之后，該研究對相容性溶質合成和轉運的相關基因進行了注釋。Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2可以合成多種相容性溶質，其中最重要的幾種物質：四氫嘧啶（Ectoine）和羥化四氫嘧啶(Hydroxyectoine)合成基因ectABCD，谷氨酸鹽合成基因，與甜菜堿合成有關的甜菜堿醛脫氫酶（BADH）基因，以及與海藻糖酶代謝有關基因等被鑒定出來。
通過軟件分析觀察到，ectA（513bp）、ectB（1278bp）、ectC（387bp）、ectD（897bp）四個基因同方向排列，它們翻譯方向與在染色體中的讀碼方向相反。其中ectA與ectB、ectC距離較近，而與ectD基因序列之間相隔距離很遠（1205086bp），因此推斷ectA、ectB和ectC在翻譯過程中由一個啟動子控制，而ectD由另一個啟動子控制。該研究提示，獲得菌株全基因組序列可以對其基因構架和排列有更系統(tǒng)的概覽，對探究目的基因的作用機制具有重要意義。
3. 總結
本研究通過對中度嗜鹽菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2進行高通量測序分析，得到該菌株的全基因組序列和基因圈圖，對與相容性溶質合成和轉運有關的基因進行系統(tǒng)挖掘，為探究中度嗜鹽菌適應高鹽滲透壓環(huán)境的相關機制奠定基礎。
本研究中測序和數據分析工作由上海派森諾生物科技股份有限公司完成。
4. 文章索引
Y Zhou，ZY Sun，H Li，CJ Qian，X Wu，HZ Tang，F(xiàn)awad Ali，and YD Liu，(2017). Investigation of compatible solutes synthesis and transport of Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2 with complete genome analysis. International Biodeterioration & Biodegradation 122 (2017) 165e172. Doi: 10.1016/j.ibiod.2017.05.005
