一株高效降解菜籽饼粕中硫苷的枯草芽孢杆菌基因组鉴定及功能分析

为筛选可高效降解菜籽饼粕中硫苷的细菌,给硫苷降解基因工程菌的构建提供实验数据,以堆放菜籽饼粕的土壤为分离源,通过硫苷选择培养基筛选及硫苷降解率测定,获得一株硫苷降解率最大的菌株C1,采用16S rRNA基因序列进行种属鉴定,通过第3代Illumina NovaSeq PE150测序,获得其基因组完成图并进行功能注释,借助比较基因组学探究C1降解硫苷的机制。结果表明:菌株C1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其硫苷降解率为(68.98±4.74)%;C1菌株的基因组染色体全长为4 139 381 bp,鸟嘌呤和胞嘧啶含量为43.88%,编码区总长度占全基因组的比例为89.14%;C1菌株能编码大量的功能蛋白,主要涉及氨基酸转运与代谢;比较基因组学分析确认,C1与枯草芽孢杆菌的模式菌株(NC000964.3)共线性高,序列中未见大片段易位和倒置的区域,但C1序列中2.7 Mb处出现一个小片段的插入,2.1~2.4 Mb处出现小片段缺失,分别涵盖了2条黑芥子酶的相关基因,推测C1的硫苷降解机制为其可高效分泌黑芥子酶。C1菌株能够高效降解菜籽饼粕中的硫苷,是构建硫苷降解基因工程菌的可选材料。