Characterization of Phyllobacterium spp. isolated from root nodules of Melilotus albus (white sweet clover) grown in Canada and description of Phyllobacterium meliloti sp. nov.
Int J Syst Evol Microbiol · 2025 · 75 · PMID 40772812 · 등급8 기타 사례보고 · 농업과 정책 > 기타·종설 · 사람
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캐나다 현장에서 재배된 흰 달맞이꽃(Melilotus albus) 식물 뿌리 결절에서 분리된 두 가지 새로운 세균 균주가 이전에 특성화되어 속(genus) Phyllobacterium에 분류되었다. 본 연구에서는 계통유전체학적 및 표현형 데이터를 제시하여 T1293T 균주를 새로운 종의 대표로 기술하고, 'Phyllobacterium pellucidum' 종을 대표하는 세균 균주(T1018)의 최초 완전 폐쇄 게놈 서열을 제시하였다. 게놈 서열에 대한 계통분석과 53개 핵심 유전자 분석 결과, 새로운 T1293T 균주는 가장 가까운 친연종으로 Phyllobacterium myrsinacearum 및 Phyllobacterium calauticae와 함께 명명된 Phyllobacterium 종들과는 구별되는 높은 지지도를 가진 군집에 위치하였다. T1293T의 게놈 서열이 가장 가까운 종 유형 균주(각각 84.1% 및 26.5%)와 비교했을 때 나타내는 평균 뉴클레오타이드 동일성 및 디지털 DNA-DNA 혼성화 값은 세균 종 구분에 필요한 역치값보다 현저히 낮았다. T1293T 균주의 게놈 크기는 5,074,034 bp이며 DNA G+C 함량은 55.1 mol%이고, 각각 397,619 bp, 476,847 bp 및 519,835 bp 크기의 세 개의 플라스미드를 보유하고 있다. 게놈 내에서 식물-미생물 및 미생물-미생물 상호작용과 관련된 유형 III 및 유형 VI 분비 시스템 유전자가 검출되었으나, 핵심적인 결절화, 질소 고정 및 광계 유전자는 검출되지 않았다. 또한 T1293T의 게놈에서 새로운 프로파지(크기 ~41.5 kb)가 검출되었다. 정의된 배양 배지를 이용한 테스트 결과, 새로운 균주 T1293T와 T1018은 환경과 인간 건강에 부정적인 영향을 미치는 널리 사용되는 제초제인 글리포세이트에 대해 높은 내성을 보였으며 이를 대사할 수 있었다. 여러 형태학적, 생리학적, 생화학적 및 식물 테스트 데이터가 서열 기반 데이터를 보완하였다. 제시된 데이터는 새로운 종의 기술을 뒷받침하며, T1293T=LMG 32641T=HAMBI 3765T를 종 유형 균주로 하여 Phyllobacterium meliloti sp. nov.라는 명칭이 제안된다.ORIGINAL ABSTRACT
Two novel bacterial strains isolated from root nodules of white sweet clover (Melilotus albus) plants grown at a Canadian site were previously characterized and placed in the genus Phyllobacterium. Here, we present phylogenomic and phenotypic data to support the description of strain T1293T as representative of a novel species and present the first complete closed genome sequence of a bacterial strain (T1018) representing the species 'Phyllobacterium pellucidum'. Phylogenetic analysis of genome sequences, as well as analysis of 53 core genes, placed novel strain T1293T in a highly supported cluster of strains distinct from named Phyllobacterium species with Phyllobacterium myrsinacearum and Phyllobacterium calauticae as closest relatives. The highest average nucleotide identity and digital DNA-DNA hybridization values of genome sequences of T1293T compared to closest species type strains (84.1 and 26.5%, respectively) are well below the threshold values for bacterial species circumscription. The genome of strain T1293T has a size of 5,074,034 bp with a DNA G+C content of 55.1 mol% and possesses three plasmids with sizes of 397,619 bp, 476,847 bp and 519,835 bp. Detected in the genome were type III and type VI secretion system genes, implicated in plant-microbe and microbe-microbe interactions, but key nodulation, nitrogen-fixation and photosystem genes were not detected. A novel prophage (size ~41.5 kb) was also detected in the genome of T1293T. Tests using defined culture media revealed that novel strains T1293T and T1018 were highly resistant to, and able to metabolize glyphosate, a widely used herbicide that has negative consequences for the environment and human health. Data for multiple morphological, physiological, biochemical and plant tests complemented the sequence-based data. The data presented support the description of a new species, and the name Phyllobacterium meliloti sp. nov. is proposed with T1293T=LMG 32641T=HAMBI 3765T as the species type strain.| 저자 | Bromfield, E. S. P.; Cloutier, S.; Hynes, M. F. |
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| 저널 | International journal of systematic and evolutionary microbiology |
| 권·호·쪽 | 75(8) |
| PMID | 40772812 |
| DOI | 10.3389/fmicb.2024.1386742 |
| MeSH | Phylogeny; Genome, Bacterial; DNA, Bacterial; Bacterial Typing Techniques; Sequence Analysis, DNA; Root Nodules, Plant; Canada; RNA, Ribosomal, 16S; Melilotus; Nucleic Acid Hybridization; Phyllobacteriaceae; Base Composition |