基于全基因组序列系统分类Kosakonia属的细菌

摘要

Kosakonia属是最近从肠杆菌科肠杆菌属划分出来的新属。除了典型种K.cowanii菌株来源于人体，其他种菌株都来源于植物，多数菌株促进植物的生长，而菌株K.radicincitans YD4可能是植物病原菌。目前属内部分成员的分类地位不明。本研究拟用分类基因组学方法理清Kosakonia属成员的分类地位。
　　本研究用PacBio SMRT技术测定了Kosakonia属5个种典型菌株（K.cowaniiDSM18146T、K.oryzae Ola51T、K.arachidis DSM25165T、E.oryziphilus LMG26429T和E.oryzendophyticus LMG26432T）的全基因组序列，拼接组装出完成图。
　　本研究用最新的OrthoANI(Orthologous Average Nucleotide Identity)和MiSI(Microbial Species Identifier)方法计算了11个菌株（K.cowanii DSM18146T、K.oryzae Ola51T、K.arachidis DSM25165T、E.oryziphilus LMG26429T, E.oryzendophyticus LMG26432T、 K..radicincitans DSM16656T、 K.radicincitansUMEnt01/12, K.radicincitans YD4、Kosakonia sacchari SP1T、Kosakonia oryzaeKO348和Enterobacter sp.R4-368）基因组间的相似度，表明K.oryzaeOla51T该属于K.radicincitans种，菌株KO348不属于K.oryzae种，KO348与菌株R4-368可能代表一个与K.sacchari亲缘关系最近的新种。E.oryziphilus与K.arachidis最亲近。
　　对Kosakonia属与近缘属Enterobacter，Citrobacter和Cronobacter属菌株的16SrRNA基因和核心基因组编码氨基酸序列的系统发育分析显示11个菌株是单系的，可能属于同一个属;11个菌株分成4个系统发育群。
　　受限于典型菌株全基因组序列数量不足，本研究还没能确定Kosakonia近缘属Enterobacter，Citrobacter和Cronobacter属间ANI和POCP(percentage of conservedproteins)的分界值，没能确定目前Kosakonia属中4个系统发育群的归属。K.cowanii在GC组成和基因组相似度上与Kosakonia属的其他成员差异较大。
　　对Kosakonia属11个成员的促植物生长和植物致病相关基因进行分析，发现它们都有促植物生长的潜能或让植物致病的风险，它们的基因型表现出与系统发育关系的相关性。K.cowanii不是固氮菌，在基因型上与Kosakonia属的其他成员有明显差别。
　　本研究为系统研究Kosakonia属细菌的进化和遗传学提供了5个典型菌株完整的基因组序列，理清了Kosakonia属多数成员的分类地位。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 肠杆菌科固氮菌的研究现状及植物内生细菌的比较基因组学(综述)

1．1 肠杆菌科固氮菌的研究现状

1．2 细菌系统分类方法学进展

1．3 植物内生细菌的比较基因组学

第二章 基于全基因组序列系统分类Kosakonia属细菌

2．1 研究背景和目的

2．2 材料和方法

2．2．1 菌株

2．2．2 基因组DNA的提取

2．2．3 基因组DNA的测序

2．2．4 基因组分析

2．2．5 泛基因组学分析

2．2．6 16S rRNA基因的系统发育分析

2．2．7 核心基因组编码氨基酸序列的系统发育分析

2．2．8 16S rRNA基因序列相似度的计算

2．2．9 OrthANI值的计算

2．2．10 POCP值的计算

2．3 结果与讨论

2．3．1 Kosakonia属菌株全基因组测序概况

2．3．2 Kosakonia属菌株的系统分类

2．3．3 Kosakonia属内种间菌株基因组相似度分析

2．3．4 Kosakonia属细菌促植物生长和植物致病相关基因分析

2．4 结论

参考文献