应用于工程渣土复垦的产γ-PGA菌株的筛选及生物信息学分析OA
Screening and Bioinformatics Analysis of a γ-PGA-Producing Strain for Engineering Waste Soil Reclamation
基于平陆运河工程渣土复垦的应用需求,本研究从自然发酵大豆酱中筛选产聚谷氨酸(Poly-γ-Glutamic Acid,γ-PGA)菌株,并对其进行基因组测序及生物信息学分析.结果分离出一株产γ-PGA菌株DDJ22,经鉴定为索诺拉沙漠芽孢杆菌(Bacillus sonorensis).菌株DDJ22具有较强的固氮和产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)能力,但解磷功能较弱;在37℃、220 r/min条件下摇瓶发酵培养48 h可以产21.35 g/L的γ-PGA.菌株DDJ22基因组全长4 572 542 bp,GC含量为45.54%,基因组的碳水化合物代谢通路丰富,存在丰富的碳水化合物活性酶基因和NRPS基因簇,其中基因簇Cluster1、Cluster5、Cluster10、Cluster16分别与已知的基因簇bacillopaline、bacitracin、bacillibactin、amyloliquecidin GF610高度相似.此外,菌株DDJ22还存在对牛、羊、猪等畜禽的病原菌和锌、铜、汞、镉、铅、铬、砷等重金属的抗性基因,可有效抑制大肠杆菌(Escherichi-a coli)MG1655的生长,可耐受1 000 mg/L以下的铜浓度环境和500 mg/L以下的锌浓度环境,在400 mg/L以下的铜浓度环境中可以快速生长.菌株DDJ22具有良好的促生功能,丰富的碳水化合物代谢活力,拮抗大肠杆菌和重金属铜、锌的功能,在平陆运河工程渣土复垦中具有较好的潜在应用前景.
Considering the application needs of engineering waste soil reclamation in Pinglu Canal,this study screened a Poly-γ-Glutamic Acid(γ-PGA)-producing strain from naturally fermented soybean paste and con-ducted genomic sequencing and bioinformatics analysis.A γ-PGA-producing strain DDJ22,was isolated and i-dentified as Bacillus sonorensis.Strain DDJ22 exhibited strong nitrogen-fixing and Indole-3-Acetic Acid(IAA)-producing capabilities but weak phosphorus solubilization.Strain DDJ22 produced 21.35 g/L of γ-PGA after 48 h of shake flask fermentation at 37℃and 220 r/min.The genome of strain DDJ22 had a full length of 4 572 542 bp,with the GC content of 45.54%.The genome was rich in carbohydrate metabolism pathways,along with abundant carbohydrate-active enzyme genes and NRPS gene clusters.Cluster1,Clus-ter5,Cluster10,and Cluster16 showed high similarity to known gene clusters of bacillopaline,bacitracin,ba-cillibactin,and amyloliquecidin GF610,respectively.Additionally,strain DDJ22 possessed resistance genes a-gainst livestock pathogens(e.g.,cattle,sheep,and pig pathogens)and heavy metals(e.g.,zinc,copper,mer-cury,cadmium,lead,chromium,and arsenic),effectively inhibiting the growth of Escherichia coli MG1655.It could tolerate copper with the concentrations below 1 000 mg/L,rapidly grow at copper concentrations below 400 mg/L,and withstand zinc concentrations below 500 mg/L.Strain DDJ22 demonstrated excellent plant growth-promoting functions,robust carbohydrate metabolic activity,and antagonistic effects against E.coli as well as copper and zinc,serving as a promising candidate for engineering waste soil reclamation in the Pinglu Canal.
叶柳健;周礼芹;黄福川;蒙健宗;陆云帆;韦圣博;李康春;高崇敏;朱绮霞;王小虎;何双
广西科学院生物科学与技术研究所,非粮生物质能技术全国重点实验室,广西 南宁 530007广西科学院生物科学与技术研究所,非粮生物质能技术全国重点实验室,广西 南宁 530007广西大学机械工程学院,广西 南宁 530004广西农业职业技术大学食品药品研究院,广西 南宁 530007广西大学机械工程学院,广西 南宁 530004广西科学院生物科学与技术研究所,非粮生物质能技术全国重点实验室,广西 南宁 530007广西大学机械工程学院,广西 南宁 530004广西农业职业技术大学食品药品研究院,广西 南宁 530007广西科学院生物科学与技术研究所,非粮生物质能技术全国重点实验室,广西 南宁 530007广西科学院生物科学与技术研究所,非粮生物质能技术全国重点实验室,广西 南宁 530007广西科学院生物科学与技术研究所,非粮生物质能技术全国重点实验室,广西 南宁 530007
化学化工
聚谷氨酸(γ-PGA)索诺拉沙漠芽孢杆菌平陆运河工程渣土复垦作物促生功能基因组学
poly-γ-glutamic acid(γ-PGA)Bacillus sononensisPinglu Canalengineering waste soilreclama-tioncrop growth-promoting functiongenomics
《广西科学》 2026 (1)
104-115,12
广西重点研发计划项目(桂科AB21076011)和广西科技重大专项(桂科AA24206048)资助.
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