2017-07-06
派森诺生物与华东理工大学合作，在《International Biodeterioration & Biodegradation》（最新影响因子：2.962）发表文章，研究中度嗜盐菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2对典型相容性溶质的合成转运机制。
研究背景
中度嗜盐菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2在高盐条件下具有高效的苯酚降解能力。石油炼焦、医药、化工、印染等行业排放的废水中均含有较高的盐度和高浓度的苯酚，因此，该菌株在高盐含酚废水处理中具有较高的应用潜力。中度嗜盐菌可通过自身合成或转运相容性溶质（Compatible solutes）的方式抵抗细胞外的高渗透压。相容性溶质是由多种有机化合物组成的混合物，其在维持菌株代谢酶系统稳定和适应高盐环境的过程中扮演渗透保护剂的角色。目前，微生物体内相容性溶质生物合成和转运相关基因的发掘和研究成为热点。
该研究当中完成的对中度嗜盐菌Virgibacillus halodenitrificans的全基因组测序尚属首例。
测序平台： Pacific Biosciences RSⅡ和Illumina Miseq高通量测序平台。
研究材料： 中度嗜盐菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2。
研究结果
1. 基因组特征
本文完成了对中度嗜盐菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2的全基因组测序，并将染色体和质粒序列信息上传至Genbank，检索号为NZ_CP017962.1，NZ_CP017963.1。
2. 相容性溶质合成和转运的相关基因
在完成对Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2菌株的全基因组分析之后，该研究对相容性溶质合成和转运的相关基因进行了注释。Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2可以合成多种相容性溶质，其中最重要的几种物质：四氢嘧啶（Ectoine）和羟化四氢嘧啶(Hydroxyectoine)合成基因ectABCD，谷氨酸盐合成基因，与甜菜碱合成有关的甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因，以及与海藻糖酶代谢有关基因等被鉴定出来。
通过软件分析观察到，ectA（513bp）、ectB（1278bp）、ectC（387bp）、ectD（897bp）四个基因同方向排列，它们翻译方向与在染色体中的读码方向相反。其中ectA与ectB、ectC距离较近，而与ectD基因序列之间相隔距离很远（1205086bp），因此推断ectA、ectB和ectC在翻译过程中由一个启动子控制，而ectD由另一个启动子控制。该研究提示，获得菌株全基因组序列可以对其基因构架和排列有更系统的概览，对探究目的基因的作用机制具有重要意义。
3. 总结
本研究通过对中度嗜盐菌Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2进行高通量测序分析，得到该菌株的全基因组序列和基因圈图，对与相容性溶质合成和转运有关的基因进行系统挖掘，为探究中度嗜盐菌适应高盐渗透压环境的相关机制奠定基础。
本研究中测序和数据分析工作由上海派森诺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，Fawad 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
