东乡野生稻内生放线菌Streptomyces sp. PRh5的全基因组测序及序列分析

【目的】Streptomyces sp. PRh5是从东乡野生稻(Oryza rufipogon Griff.)中分离获得的一株对细菌和真菌都具有较强抗菌活性的内生放线菌。为深入研究PRh5菌株抗菌机制及挖掘次级代谢产物基因资源,有必要解析PRh5菌株的基因组序列信息。【方法】采用高通量测序技术对PRh5菌株进行全基因组测序,然后使用相关软件对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、直系同源簇(COG)聚类分析、共线性分析及次级代谢产物合成基因簇预测等。【结果】基因组组装获得290 contigs,整个基因组大小约11.1 Mb,GC含量为71.1%,序列已提交至GenBank数据库,登录号为JABQ00000000。同时,预测得到50个次级代谢产物合成基因簇。【结论】将为Streptomyces sp. PRh5的功能基因组学研究及相关次级代谢产物的生物合成途径与异源表达研究提供基础。     

植物内生链霉菌Streptomyces sp. SAT1的基因组测序和比较基因组分析

【背景】一直以来,链霉菌都是活性物质的主要生产者,近年来随着抗生素滥用引起的环境和微生物抗药性问题越发严重,挖掘高效生物防治因子和新型抗生素成为了解决以上问题的重要手段。【目的】通过获得植物内生链霉菌SAT1全基因组序列和次级代谢基因簇信息,利用比较基因组学和泛基因组学分析SAT1菌株的特殊性以及与其他链霉菌的共性,为阐明SAT1抑菌和内生机制提供理论基础,为揭示链霉菌的生态功能提供可靠数据。【方法】通过三代测序平台PacBio Sequel完成SAT1基因组测序,利用生物信息学技术进行注释和功能基因分类;分别利用RAxML和PGAP软件进行系统发育树的构建和泛基因组分析;次级代谢基因簇的预测和分析通过antiSMASH网站完成。【结果】获得SAT1菌株的全基因组完成图,该菌线性染色体长度约7.47 Mb,包含有4个质粒,GC含量近73%,共预测到7 550个蛋白编码基因,含有37个次级代谢基因簇,分属29个类型,其中默诺霉素基因簇与加纳链霉菌具有较高相似性。42株代表链霉菌中,单个菌株次级代谢基因簇数量为20-55个,主要类型为PKS类、Terpene类和Nrps类,而且含有大量杂合基因簇,各个菌株中特有基因数目较为庞大。【结论】链霉菌SAT1菌株在基因组特点以及次级代谢基因簇的数量和类型上与其余41株链霉菌具有一定的共性,其中潮霉素B基因簇和默诺霉素基因簇合成的相关物质可能与SAT1抑菌活性密切相关。42株链霉菌中次级代谢基因簇数量的多少与基因组大小成正相关,同时大量杂合基因簇以及庞大的特有基因数目的存在说明链霉菌在长期进化过程中存在了很高程度的水平基因转移现象,可能具有重要的生态功能。     

一株新的产吡咯喹啉醌甲基营养菌全基因组测序和比较基因组学分析

【背景】由于甲基营养菌被发现的时间较短,而且可以生产吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)的甲基杆菌属细菌只有少数菌株的全基因组序列被公布,增加了该类细菌基因组学和生物代谢途径研究的难度。【目的】将本实验室筛选的PQQ生产菌经多种诱变方式处理,用于提高PQQ的发酵产量。对高产突变菌株进行全基因组解析,以探究甲基杆菌PQQ合成的分子机制,为后续分子育种提供序列背景信息。【方法】将野生型PQQ生产菌株进行紫外诱变、亚硝基胍诱变、甲基磺酸乙酯诱变、硫酸二乙酯诱变和紫外-氯化锂复合诱变。将突变菌株利用PromethION三代测序平台和MGISEQ-2000二代测序平台测序,然后进行组装和功能注释。组装得到的全基因组序列与模式菌株扭脱甲基杆菌AM1 (Methylobacterium extorquens AM1)进行比较基因组学分析。【结果】经11轮诱变获得一株突变菌株NI91,其PQQ产量为19.49 mg/L,相较原始菌株提高44.91%。突变菌株NI91的基因组由一个5 409 262 bp的染色体组成,共编码4 957个蛋白,与模式菌株M. extorquens AM1比较发现其PQQ合成过程中剪切加工相关的基因pqqF和pqqG缺失,但首次在甲基营养菌中发现与基因pqqF具有相似功能的基因pqqL,且基因pqqC/D的序列存在较大差异。【结论】为甲基营养类细菌甲基杆菌的功能基因组学研究及PQQ合成机理研究提供了基础数据支持,NI91与模式菌株M. extorquens AM1的比较基因组学分析为揭示PQQ合成的不同机理提供了分子基础。     

雄烯二酮高产菌新金分枝杆菌MN4的全基因组测序及序列分析北大核心CSCD

【目的】新金分枝杆菌(Mycobacterium neoaurum)MN4是1株经诱变育种获得的高产雄烯二酮,并且能够耐受高浓度底物植物甾醇的突变菌株。为深入研究MN4菌株耐底物的机制及雄烯二酮的生物合成途径,有必要解析MN4菌株的全基因组序列信息。【方法】本研究采用高通量测序技术对MN4进行全基因组测序,然后使用相关软件对测序数据进行基因组装、基因预测与功能注释、COG聚类分析以及次级代谢产物合成基因簇预测等。【结果】新金分枝杆菌MN4基因组装获得33个Contigs,整个基因组大小为5.39 Mb,GC含量为66.9%,编码4920个蛋白基因,序列提交至Gen Bank数据库,登录号为JXYZ00000000。【结论】本研究首次报道了1株高产雄烯二酮菌株MN4的全基因组序列,分析了基因组的基本特征,初步解析了该菌株降解植物甾醇生产雄烯二酮的关键基因,将为MN4的功能基因组学研究及相关次级代谢产物的生物合成途径与异源表达研究提供基础。     

短杆菌属海洋环境适应机制的泛基因组学

【目的】为了探究短杆菌属对海洋环境的适应机制。【方法】本研究通过对6株分离自不同洋区、属于不同分类单元的短杆菌菌株进行测序、拼接和注释,结合23株从美国国家生物技术信息中心(NCBI)下载的短杆菌属模式菌株及非模式菌株的基因组数据,进行泛基因组学分析和物种进化分析。【结果】泛基因组学分析表明短杆菌属具有开放型泛基因组,这与该属生存环境多样性特征相符合。海洋来源的短杆菌与其他生境来源的短杆菌在基因组水平上表现出明显的差异性,主要是进化过程中的基因家族扩增收缩、转运蛋白家族、代谢通路和CRISPR等方面的差异。【结论】通过基因组水平上的差异初步揭示了海洋来源短杆菌对海洋环境的适应性,为深入了解短杆菌菌株的环境适应机制奠定了基础。     

一株嗜酸硫杆菌M4-422-6的分离及其全基因组测序和比较基因组学分析

【目的】开展具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus)的分离及其比较基因组学分析,不仅可以丰富硫氧化细菌菌种资源,而且有助于加深理解嗜酸硫杆菌的分子进化与生态适应机制。【方法】利用以硫代硫酸钠为唯一能源的培养基分离具有硫氧化能力的细菌;利用Illumina HiSeq X和Oxford Nanopore测序平台对一株嗜酸硫杆菌M4-422-6进行全基因组测序;利用相关生物信息学分析软件对原始数据进行组装和基因组注释,并与一株亲缘关系最近的菌株Igneacidithiobacillus copahuensis VAN18-1进行比较基因组学分析。【结果】分离获得一株具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌M4-422-6。基因组注释结果显示,菌株M4-422-6基因组由1个染色体和2个质粒组成,基因组大小为2 917 823 bp,G+C含量为58.54%,共编码2 925个蛋白。16S rRNA基因和基因组系统发育树显示,菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种。功能基因注释结果显示,菌株Acidithiobacillus sp. M4-422-6拥有与菌株特性相关的众多基因,包括硫氧化相关基因、CO₂固定相关基因和耐酸相关基因。比较基因组学分析发现,虽然菌株M4-422-6与VAN18-1的亲缘关系最近,但两者仍拥有众多的差异基因,主要包括噬菌体抗性相关基因和移动元件编码基因。【结论】菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种,该菌株具有同种内菌株所不具有的特有基因,并据此推测嗜酸硫杆菌种内分化可归因于对特定生态位的适应。     

枯草芽孢杆菌N2-10的基因组测序和比较基因组分析

【背景】枯草芽孢杆菌N2-10是一株具有较强抑菌能力且能产纤维素酶等多种水解酶的革兰氏阳性菌,在发酵饲料中具有较大的应用潜力。【目的】通过获得枯草芽孢杆菌N2-10的全基因组序列信息,进一步解析菌株次级代谢产物合成基因信息,并通过比较基因组学分析菌株N2-10与模式菌株的差异性,为阐明N2-10抑菌和益生机制提供理论基础。【方法】通过二代Illumina NovaSeq联合三代PacBio Sequel测序平台,对菌株N2-10进行全基因组测序,将测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释,并利用比较基因组学分析N2-10与其他菌株的差异。【结果】菌株N2-10基因组大小为4 036 899 bp,GC含量为43.88%;共编码4 163个编码基因,所有编码基因总长度为3594369bp,编码区总长度占基因组总长度的89.04%;含有85个tRNA、10个5S rRNA、10个16S rRNA、10个23S rRNA,以及2个CRISPR-Cas、1个前噬菌体和6个基因岛;在GO (gene ontolog)、COG (clusters of orthologous groups of...     

一株花椒根腐病拮抗菌的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】花椒根腐病的防治一直是生产中难以解决的问题,优良生防菌的筛选是微生物菌剂研发的重要方向。【目的】解析花椒根腐病拮抗菌T-1的遗传信息,深入挖掘其拮抗基因簇资源,揭示该菌的拮抗机制。【方法】采用平板对峙法、形态观察、生理生化测定结合分子生物学等方法进行拮抗菌的分离鉴定,同时对菌株进行全基因组测序,并对其序列进行分析及比较基因组学分析。【结果】分离获得的菌株经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,编号T-1,该菌对花椒根腐病的抑制率可达72%,可使菌丝前端的生长严重受阻,抑菌谱检测和花椒根片的离体拮抗试验结果表明,拮抗菌T-1具有较广的抑菌活性且离体状态下对花椒根片具有一定的拮抗作用。其全基因组序列数据提交到NCBI的SRA数据库中获得登录号为SRX11086663,基因组总长为3 886 726 bp,GC含量为46.42%,全基因组中有4015个编码基因,占总基因组的89.74%,比较基因组学分析结果显示,菌株T-1与贝莱斯芽孢杆菌模式菌株FZB42相似性高,拮抗基因簇预测结果发现B. velezensis T-1基因组序列中有12个编码次级代谢产物基因合成簇,其中8个与已知功能基因簇高度相似...     

一株具有防病促生功能的贝莱斯芽孢杆菌SF327

【目的】筛选植物根际促生贝莱斯芽孢杆菌,分析菌株的生防潜力和全基因组特征。【方法】通过温室小青菜促生试验以及植物益生表型的分析,明确具有促生功能的菌株SF327。用滤纸片法测定菌株SF327对5种植物病原真菌以及4种植物病原细菌的拮抗活性。通过大田喷雾接种的方式评价菌株SF327对水稻白叶枯病的防治潜力。利用antiSMASH分析预测菌株SF327产生的二次代谢产物。通过比较基因组分析SF327与2株植物根际益生贝莱斯芽孢杆菌的代表性菌株FZB42和SQR9的亲缘关系、核心基因以及二次代谢产物合成基因簇。【结果】菌株SF327能够产生生长素吲哚-3-乙酸,是一株有益的根围促生菌;对稻瘟病菌、黄瓜枯萎病菌、辣椒疫霉菌、橡胶树胶孢炭疽菌、尖孢炭疽病菌都具有明显的拮抗作用;也具有防治水稻白叶枯病的生防潜力。菌株SF327基因组全长4.08 Mb,GC含量为46.49%,共编码4 033个基因,含有13个潜在的次生代谢产物编码基因簇,不含有质粒。SF327与FZB42和SQR9具有较近的亲缘关系,有87%以上的核心基因相同,但与SQR9的亲缘关系较近。【结论】B. velezensis SF327是一株具有宽广拮抗谱的多功能菌株,具有较好的生防应用潜力。     

解淀粉芽孢杆菌生防菌BS-3全基因组测序及生物信息分析

【背景】解淀粉芽孢杆菌BS-3是从健康橡胶树树根中分离获得的一株对真菌具有较强抗菌活性的内生细菌,有作为生物农药的潜力。【目的】解析菌株BS-3的基因组序列信息,以深入研究该菌株防病促生机制及挖掘次级代谢产物基因资源。【方法】采用第二代BGISEQ与第三代Pac Bio平台相结合的测序技术,对生防菌BS-3进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、共线性分析及次级代谢产物合成基因簇预测等。【结果】BS-3全基因组大小为3 870 130 bp,平均GC含量为46.88%,共编码4 161个基因;含有92个t RNA基因、28个r RNA、10个sRNA;含有122个串联重复序列、98个小卫星DNA、2个微卫星。在COG、GO、KEGG、NR和Swiss-Prot数据库分别注释到基因2 875、2 620、1 885、4 040和3 328个。同时,预测到BS-3中有10个次级代谢产物合成基因簇,编码表面活性素、丰原素、多烯类、儿茶酚型嗜铁素等抑菌物质。基因组测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为CP060384。【结论】为基因组层面上解析菌株BS-3具有良好防病效果的内在原因提供基础数据,为深入了解解淀粉芽孢杆菌次级代谢合成途径提供参考信息,对菌株BS-3后续相关研究具有重要意义。     

宁夏地区一株奶牛源耐甲氧西林金黄色葡萄球菌流行株的高通量测序分析

【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)是一种常见的条件性致病菌,由MRSA感染导致的奶牛乳腺炎给奶牛养殖户带来了重大的经济损失。【目的】了解宁夏地区奶牛源MRSA流行株基因组序列特征,为MRSA感染的防治提供理论依据。【方法】采用琼脂扩散法对分离株ld11进行抗菌药物敏感性试验,同时运用Illumina高通量测序平台对其基因组DNA进行高通量测序,使用网络数据库对获得的测序序列进行处理分析。【结果】药敏试验结果显示分离株ld11对头孢噻呋、磺胺异恶唑、氨苄西林、红霉素、庆大霉素、苯唑西林、克林霉素、四环素和多西环素耐药,数据分析显示分离株ld11携带耐药基因aadD、spc、str、blaZ、mecA、cat(pC194)、erm(A)、norA、tet(k)和tet(M),二者之间有很好的相关性;分离株ld11携带的耐药基因多于MRSA参考菌株,且分离株ld11和MRSA252的亲缘关系较近。COG功能分析和GO注释结果显示,与维持菌体基本功能和菌株生长增殖相关的基因占优势;KEGG通路分析结果显示,属于代谢通路的基因占比最多。从该菌株基因组序列上共检测到4个基因岛、9个疑似的CRISPR序列和1个完整的前噬菌体序列。【结论】揭示了宁夏地区奶牛源MRSA流行株的部分基因组序列信息,为MRSA菌株间基因组序列信息的比较分析及MRSA感染的防控提供参考依据。     

Pathogenic and antimicrobial resistance genes in Streptococcus oralis strains revealed by comparative genome analysis

Streptococcus oralis is an early colonizer bacterium in dental plaques and is considered a potential pathogen of infective endocarditis (IE) disease. In this study, we built a complete genome map of Streptococcus oralis strain SOT, Streptococcus oralis strain SOD and Streptococcus infantis strain SO and performed comparative genomic analysis among these three strains. The results showed that there are five genomic islands (GIs) in strain SOT and one CRISPR in strain SOD. Each genome harbors various pathogenic genes related to diseases and drug resistance, while the antibiotic resistance genes in strains SOT and SOD were quite similar but different from those in strain SO. In addition, we identified 17 main virulence factors and capsule-related genes in three strains. These results suggest the pathogenic potential of Streptococcus strains, which lay a foundation for the prevention and treatment of a Streptococcus oralis infection.     

Transformation-mediated complementation of a FUM gene cluster deletion in Fusarium verticillioides restores both fumonisin production and pathogenicity on maize seedlings

The filamentous ascomycete Fusarium verticillioides is a pathogen of maize and produces the fumonisin mycotoxins. However, a distinct population of F. verticillioides is pathogenic on banana and does not produce fumonisins. Fumonisin-producing strains from maize cause leaf lesions, developmental abnormalities, stunting, and sometimes death of maize seedlings, whereas fumonisin-nonproducing banana strains do not. A Southern analysis of banana strains did not detect genes in the fumonisin biosynthetic gene (FUM) cluster but did detect genes flanking the cluster. Nucleotide sequence analysis of the genomic region carrying the flanking genes revealed that the FUM cluster was absent in banana strains except for portions of FUM21 and FUM19, which are the terminal genes at each end of the cluster. Polymerase chain reaction analysis confirmed the absence of the cluster in all banana strains examined. Cotransformation of a banana strain with two overlapping cosmids, which together contain the entire FUM cluster, yielded fumonisin-producing transformants that were pathogenic on maize seedlings. Conversely, maize strains that possess the FUM cluster but do not produce fumonisins because of mutations in FUM1, a polyketide synthase gene, were not pathogenic on maize seedlings. Together, the data indicate that fumonisin production may have been lost by deletion of the FUM cluster in the banana population of F. verticillioides but that fumonisin production could be restored by molecular genetic complementation. The results also indicate that fumonisin production by F. verticillioides is required for development of foliar disease symptoms on maize seedlings.     

纳他霉素高产菌株Streptomyces gilvosporeus F607基因组及其生物合成基因簇分析

【背景】纳他霉素(Natamycin)是一种天然、广谱、高效的多烯大环内酯类抗真菌剂,褐黄孢链霉菌(Streptomyces gilvosporeus)是一种重要的纳他霉素产生菌。目前S. gilvosporeus基因组序列分析还未有报道,限制了该菌中纳他霉素及其他次级代谢产物合成及调控的研究。【目的】解析纳他霉素高产菌株S. gilvosporeus F607的基因组序列信息,挖掘其次级代谢产物基因资源,为深入研究该菌株的纳他霉素高产机理及生物合成调控机制奠定基础。【方法】利用相关软件对F607菌株的基因组序列进行基因预测、功能注释、进化分析和共线性分析,并预测次级代谢产物合成基因簇;对纳他霉素生物合成基因簇进行注释分析,比较分析不同菌种中纳他霉素生物合成基因簇的差异;分析预测S.gilvosporeusF607中纳他霉素生物合成途径。【结果】F607菌株基因组总长度为8482298bp,(G+C)mol%为70.95%,分别在COG、GO、KEGG数据库提取到5 062、4 428、5063个基因的注释信息。同时,antiSMASH软件预测得到29个次级代谢产物合成基因簇,其中纳他霉素基因簇与S.natalensis、S. chattanoogensis等菌株的纳他霉素基因簇相似性分别为81%和77%。除2个参与调控的sngT和sgnH基因和9个未知功能的orf基因有差异外,S. gilvosporeus F607基因簇中其他纳他霉素生物合成基因及其排列顺序与已知的纳他霉素基因簇高度一致。【结论】分析了S. gilvosporeus全基因组信息,预测了S. gilvosporeus F607中纳他霉素生物合成的途径,为从基因组层面上解析S. gilvosporeus F607菌株高产纳他霉素的内在原因提供了基础数据,为揭示纳他霉素高产的机理及工业化生产和未来新药的发现奠定了良好的基础。     

水稻基腐细菌毒素的分离纯化、性质和生物学作用

[目的]水稻基腐细菌毒素迄今未见报道.毒素是病原微生物重要的致病因子之一,毒素的分离纯化是研究病菌毒素功能和作用的前提和基础.[方法]通过几种层析柱的多次层析分离及对水稻 ,幼苗的生物活性跟踪测定,分离纯化水稻基腐细菌毒素;采用化学及生物化学方法,研究毒素的性质及生物学作用.[结果]获得了水稻基腐细菌毒素的一个成分T<,3>,该成分为黄色固体,溶于甲醇、正丁醇、水和甲酸;不溶于三氯甲烷、乙酸乙酯;微溶于丙酮,是非糖类和非蛋白质类物质,对紫外线敏感.毒素具有抑制水稻生根、使水稻秧苗萎蔫和对烟草细胞坏死的作用.高浓度毒素抑制水稻、玉米、番茄和烟草种子萌发,低浓度毒素则具有促进根、芽生长的作用.毒素对来自5个属的10种植物病原细菌具有抑菌活性,同时具有诱导水稻PAL和POD活性,且对抗病品种128的POD和PAL诱导活性均高于感病品种特籼13.[结论]首次建立了水稻基腐细菌毒素的分离纯化方法.该毒素具有抑制水稻幼根生长、导致秧苗萎蔫、引起烟草细胞坏死、抑制植物病原细菌和诱导水稻防卫酶活性等生物学作用.     

稻曲病菌UV-2菌株细菌人工染色体文库构建及分析

【目的】稻曲病(Rice false smut)是由稻曲病菌[Villosiclava virens (Cooke) Tak.]引起的严重危害水稻的真菌病害。构建稻曲病菌UV-2的大片段DNA细菌人工染色体(Bacterial artificial chromosome, BAC)文库, 为致病相关基因的鉴定及在图位克隆、比较基因组学等方面的研究奠定基础。【方法】以幼嫩菌丝为材料制备大分子基因组DNA包埋块, 用Hind III部分酶解后经脉冲凝胶电泳筛选, 回收大片段DNA并与pIndigoBAC536-S 载体连接, 连接产物转化大肠杆菌菌株DH10B T1 Phage-Resistant 细胞后进行蓝白斑筛选, 白色菌落捡入384孔板置于?80 °C低温保存。【结果】成功构建UV-2菌株的高质量、高覆盖度的BAC文库, 该文库共含10 368个克隆, 平均插入片段为124.4 kb, 空载率小于1%, 约覆盖该菌基因组的36.8倍。【结论】克服了真菌大分子基因组DNA制备难控制的技术难题, 建立了首个稻曲病菌的BAC文库。该文库已作为一种公共基因组资源向研究者开放(http://GResource.hzau.edu.cn)。     

鼠衣原体毒力基因的筛选和基因差异型菌株的建立

【目的】探讨鼠衣原体(Chlamydia muridarum,Cm)标准株与减毒株全基因组序列中存在的差异,筛选毒力基因并建立不同基因型的单克隆菌株,为后续致病机制的研究奠定基础。【方法】将Cm标准株G0和减毒株G28以高通量测序法进行全基因组测序,通过全基因组序列比对分析并筛选潜在的毒力相关基因;经空斑形成实验(Plaque assay)在混合菌G0和G28中大量挑取空斑,以毒力靶基因的PCR测序鉴定从G0和G28中筛选含有不同毒力基因型的单克隆菌株。【结果】全基因测序结果显示Cm G0与G28的TC0412、TC0237和TC0668基因明显不同。通过挑取空斑初步筛选了111个空斑样品,通过3个毒力基因的PCR测序鉴定最终获得了G0和G28来源的56个单克隆菌株,并根据TC0412蛋白型分成B3、D1和E1三组,每组中含有TC0237和TC0668基因差异性菌株。【结论】Cm的致病能力可能与TC0412、TC0237和TC0668基因有关,筛选获得的单克隆菌株通过分组匹配后可用于后续的毒力基因功能研究。     

Comparative genomics reveals adaptation by Alteromonas sp. SN2 to marine tidal-flat conditions: cold tolerance and aromatic hydrocarbon metabolism

Alteromonas species are globally distributed copiotrophic bacteria in marine habitats. Among these, sea-tidal flats are distinctive: undergoing seasonal temperature and oxygen-tension changes, plus periodic exposure to petroleum hydrocarbons. Strain SN2 of the genus Alteromonas was isolated from hydrocarbon-contaminated sea-tidal flat sediment and has been shown to metabolize aromatic hydrocarbons there. Strain SN2's genomic features were analyzed bioinformatically and compared to those of Alteromonas macleodii ecotypes: AltDE and ATCC 27126. Strain SN2's genome differs from that of the other two strains in: size, average nucleotide identity value, tRNA genes, noncoding RNAs, dioxygenase gene content, signal transduction genes, and the degree to which genes collected during the Global Ocean Sampling project are represented. Patterns in genetic characteristics (e.g., GC content, GC skew, Karlin signature, CRISPR gene homology) indicate that strain SN2's genome architecture has been altered via horizontal gene transfer (HGT). Experiments proved that strain SN2 was far more cold tolerant, especially at 5°C, than the other two strains. Consistent with the HGT hypothesis, a total of 15 genomic islands in strain SN2 likely confer ecological fitness traits (especially membrane transport, aromatic hydrocarbon metabolism, and fatty acid biosynthesis) specific to the adaptation of strain SN2 to its seasonally cold sea-tidal flat habitat.