从高碱性泉中分离出的新型赞巴赖氨酸芽孢杆菌的基因组挖掘：探索生物合成潜力

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《Archives of Microbiology》：Genome mining reveals the biosynthetic potential of a novel Lysinibacillus zambalensis sp. nov., isolated from a hyperalkaline spring

【字体：大中小】 时间：2025年04月04日 来源：Archives of Microbiology 2.3

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　　为探究高碱性泉中细菌的生物合成潜力，研究人员对从菲律宾高碱性泉分离的菌株 M3^T进行研究。通过多方面分析，确定其为新物种 Lysinibacillus zambalensis sp. nov.，还发现多个生物合成基因簇。该研究丰富了对 Lysinibacillus 属的认知，为后续研究奠定基础。

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　　在神秘的微生物世界里，碱性泉一直是科学家们关注的焦点。碱性泉作为独特的生态环境，蕴含着丰富的微生物资源，被视为新型细菌的潜在宝库。此前，虽然已从碱性泉中分离出不少细菌，但对于这些细菌的深入研究仍存在诸多空白。许多细菌产生的生物活性化合物难以通过传统方法检测，这极大地限制了对其生物合成潜力的挖掘和应用，也阻碍了在医药、生物技术等领域的进一步探索。为了突破这些困境，深入了解碱性泉微生物的奥秘，来自菲律宾大学迪利曼分校等机构的研究人员展开了一项意义重大的研究。研究人员从菲律宾赞巴莱斯省的 Poon Bato 高碱性泉中分离出菌株 M3^T ，对其进行了全面而深入的研究。最终确定菌株 M3^T 属于一个新物种，并将其命名为 Lysinibacillus zambalensis sp. nov.。此外，研究还发现该菌株拥有多个生物合成基因簇（BGCs），这些基因簇具有合成多种特殊代谢物的潜力，这一发现为微生物资源的开发和利用提供了新的方向。该研究成果发表在《Archives of Microbiology》上，为相关领域的研究开辟了新的道路。在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。在菌株分离方面，从高碱性泉采集水样，经稀释、培养后获得纯菌株。通过全基因组测序技术测定菌株基因组序列，利用多种生物信息学工具进行序列组装和注释。采用 16S rRNA 基因扩增、测序及系统发育分析，结合数字 DNA-DNA 杂交（dDDH）和直系同源平均核苷酸同一性（orthoANI）分析确定物种分类地位。还运用了表型特征鉴定、化学分类分析以及 antiSMASH、BAGEL4 等软件预测生物合成基因簇。以下是具体的研究结果：

基因组和系统发育分析：菌株 M3^T 基因组大小约 5.3 Mbp，G + C 含量为 36.5%。其 16S rRNA 基因序列与多个赖氨酸芽孢杆菌物种相似度高，但 dDDH 和 orthoANI 值表明它是一个新物种。系统发育树显示其与 L. xylanilyticus DSM 23,493^T 关系密切。
表型特征：菌株 M3^T 菌落呈圆形、奶油白色。细胞为革兰氏阳性、杆状，形成椭圆形末端芽孢。最适生长温度为 30°C，pH 为 8.0，NaCl 浓度为 0.5%。对多种抗生素敏感，生化特性独特，碳源利用模式与近缘种有差异。
化学分类分析：主要呼吸醌为 MK - 7，主要极性脂质包括二磷脂酰甘油（DPG）等。细胞脂肪酸中 iso-C_15:0 含量高，肽聚糖类型为 L - Lys - D - Asp（A4α 型），这些特征与属内其他物种既有共性又有差异。
次生代谢物生物合成基因簇：通过 antiSMASH v7.0 预测出 8 个 BGCs，涵盖多种类型，如聚酮合酶（PKS）、非核糖体肽合成酶（NRPS）等。这些基因簇与已知基因簇序列相似性低，可能编码新型次生代谢物。研究结论和讨论部分指出，菌株 M3^T 基于多方面分析确认为新物种，其携带的 BGCs 虽与其他生物的有相似之处，但 DNA 序列差异显著，这些基因簇的功能和产生的次生代谢物有待进一步研究。该研究丰富了对 Lysinibacillus 属的认识，为后续挖掘该属微生物的生物活性潜力提供了重要依据，有助于推动微生物在医药、生物技术等领域的应用研究。