2株小双孢菌新种的全基因组测序分析与抗菌活性测定

【背景】抗生素的滥用导致了耐药病原菌的不断增加和扩散,成为威胁人们健康的一个重要因素,因此挖掘新型抗生素显得尤其重要。新的物种很有可能会产生新的生物活性物质,特别是那些常规分离方法很少分离到的稀有放线菌。【目的】对2株小双孢菌潜在新种进行全基因组测序分析与抗菌活性测定,从多层次分子水平鉴定其新种分类地位,并预测次级代谢基因簇,为发现产生新颖活性物质的药用放线菌资源奠定基础。【方法】通过16S rRNA基因序列分析初步确定菌株H10836和H11081的种属分类;采用Illumina平台对2个菌株进行全基因组测序和注释,基于此构建全基因组系统发育树、计算ANI (Average Nucleotide Identity)和dDDH (Digital DNA-DNA Hybridization)值,最终确定菌株的新种分类地位;基于全基因组注释结果进行COG (Clusters of Orthologous Genes)聚类、KEGG (Koyto Encyclopedia of Genes and Genomes)代谢通路和antiSMASH次级代谢基因簇预测分析;采用琼脂打孔法进行抗菌活性测定。【结果】菌株H10836和H11081与小双孢菌属8个种两两之间的ANI值范围分别为85.3%-92.1%和85.2%-92.1%,dDDH值范围分别为33.0%-44.5%和31.3%-44.5%。ANI和dDDH值均低于物种判断的临界值,而且2株菌在全基因组系统发育树上与小双孢菌属聚成一簇,但独立成一亚支,从分子水平上综合确定菌株H10836和H11081是小双孢菌属的2个潜在新种。antiSMASH分析发现该2株菌基因组中有多种次级代谢产物合成基因簇,而且与已知抗生素合成基因簇相似度较低。抗菌活性测定显示该2株菌代谢产物均有抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌活性。【结论】菌株H10836和H11081是具有抗菌活性的新菌种,因此值得挖掘其新颖活性天然产物,试验结果将为菌株的进一步研究和应用提供参考。

Whole genome sequencing and antibacterial activity determination of two novel species of Microbispora