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产EPA海洋细菌Shewanella baltica 6-42全基因组测序及比较基因组分析

         
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Shewanella baltica 6-42,a recently discovered marine bacterium from Arctic is able to synthesize very long chain polyunsaturated fatty acid,eicosapentaenoic acid (C20∶ 5,EPA) at low temperature.In this study,the whole genome sequences of S.baltica 6-42 with high-quality total length of 5.15 Mb was first sequenced by using the third generation high-throughput sequencing technology.Analysis of genomic data showed that GC content was 46.17％ and there were 4 597 of identified genes.2 577 of those genes had clear biological functions.Of them,348 genes involved in regulation of environmental adaptability,and 60 genes involved in lipid metabolism pathway.There were 64 053 methylation modification sites in the whole genome,and m6A and a small amount of m4C were mainly modification types.By homologous sequence alignment,5 key genes and 1 regulator involved in polyketide synthase pathway (PKS) were identified.They could be responsible for EPA synthesis in S.baltica 6-42.Other key genes or gene clusters involved in fatty acid synthesis and secondary metabolites were predicted as well.The whole-genome comparative association analysis was performed based on existing genomic information on strains S.baltica OS155 and OS678.Although all 3 S.baltica strains preserved PKS gene cluster,the evolutionary difference of most functional genes was quite distinct.This study provided database for the exploitation and application of functional genes including EPA synthesis related genes from S.baltica 6-42.%新近发现来源于北极的海洋细菌Shewanella baltica 6-42在低温条件下合成超长链多不饱和脂肪酸二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid C20:5,EPA).为了进一步探讨EPA合成调控机理,本研究通过第三代高通量测序技术对S.baltica6-42菌株进行全基因组测序,得到高质量且无间断的总长度为5.15 Mb的全基因组序列信息.分析表明全基因组的GC含量为46.17％,预测编码基因有4 597个,共有2 577个基因具有明确的生物学功能,其中348个基因参与环境适应性调节,60个基因参与油脂代谢途径.全基因组存在64 053个甲基化修饰位点,且甲基化修饰类型主要是m6A和少量的m4C.根据同源序列比对,解析了该菌株中参与EPA合成的聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)途径5个关键基因及调控因子.同时对脂肪酸合成途径的其他关键基因和次级代谢产物合成基因簇进行了预测.根据已报道的另两株不同亚种S.baltica OS155和S.baltica OS678的基因组信息进行全基因组关联比较分析,结果显示三株细菌都保存有参与合成EPA的PKS基因簇,但其他功能基因的进化差异较大.本研究结果为S.baltica6-42 EPA合成关键基因以及其他功能基因的挖掘和应用提供数据支持.

著录项

  • 来源
    《中国油料作物学报》 |2017年第3期|404-413|共10页
  • 作者

    肖康; 彭云峰; 罗玲; 彭方; 万霞;

  • 作者单位

    中国农业科学院油料作物研究所/农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉,430062;

    中国农业科学院油料作物研究所/农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉,430062;

    中国农业科学院油料作物研究所/农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉,430062;

    武汉大学,生命科学学院,中国典型培养物保藏中心,湖北武汉,430072;

    中国农业科学院油料作物研究所/农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉,430062;

    油料油脂加工技术国家地方联合工程实验室,湖北武汉,430062;

    油料脂质化学与营养湖北省重点实验室,湖北武汉,430062;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 微生物遗传学;
  • 关键词

    Shewanella baltica; 二十碳五烯酸; 第三代全基因组测序; 聚酮合酶途径;

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