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细菌基因组具有动态性，并包含能够响应选择压力而获得、丢失或发生重排的附属区域。Komagataeibacter 属成员被用于细菌纤维素生产，并作为工程化活体材料的平台受到研究。然而，其基因组富含可移动遗传元件（mobile genetic elements，MGEs），包括插入序列（insertion sequences，ISs）、基因组岛和前噬菌体残留，这些元件会在振荡培养条件下驱动基因组重排。此类基因组结构是否会促成常规菌株保存和分发过程中的基因组变化，目前仍缺乏充分认识。对独立获得的 Komagataeibacter rhaeticus iGEM 菌株储备进行比较基因组测序显示，一个由同源 IS5 序列侧接的 210 kbp 染色体区域反复发生丢失。该缺失在一份以琼脂 stab 形式接收的菌株储备中被鉴定出来，并且在对具有完整基因组的群体进行模拟琼脂 stab 操作后得以重现。受影响位点的系统基因组学分析显示，基因树与物种树之间存在不一致、GC 含量具有异质性，并含有多个 IS，从而支持将其界定为动态附属区域。与完整基因组参考群体相比，携带较大基因组缩减的群体表现出更好的生长和纤维素生产能力，而携带较小嵌套缺失的群体则表现出较低的性能。这些发现表明，常规菌株处理并不一定在基因组层面保持中性，并且可能暴露出结构性基因组变异，进而产生具有表型后果的群体水平基因组异质性。对于基因组富含 MGE 的细菌而言，菌株处理历史可能是不同实验室之间基因组和表型变异的一个未被充分重视的来源。更广泛而言，鉴定不稳定的附属区域可能揭示在实验室条件下并非必需的基因组内容，为基因组精简和菌株改良提供候选目标。
菌株处理揭示了红茶杆菌（*Komagataeibacter rhaeticus*）动态附属位点中由插入序列介导的基因组反复缩减 | bioRxiv
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菌株处理揭示了红茶杆菌（*Komagataeibacter rhaeticus*）动态附属位点中由插入序列介导的基因组反复缩减
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细菌基因组具有动态性，其中包含可在选择压力作用下获得、丢失或发生重排的附属区域。Komagataeibacter 属的成员被用于生产细菌纤维素，并被研究作为工程化活体材料的平台。然而，其基因组富含可移动遗传元件（mobile genetic elements，MGEs），包括插入序列（insertion sequences，ISs）、基因组岛和前噬菌体残留，这些元件会在振荡培养条件下驱动基因组重排。目前尚不清楚，这种基因组结构是否会促成常规菌株保存与分发过程中的基因组变化。对独立来源的 Komagataeibacter rhaeticus iGEM 保藏菌株进行比较基因组测序发现，一个两侧由同源 IS5 序列夹持的 210 kbp 染色体区域反复发生丢失。在一份以琼脂穿刺形式接收的菌株保藏物中鉴定出该缺失；此外，对完整基因组群体进行模拟琼脂穿刺处理后，也重现了这一缺失。对受影响位点开展的系统基因组学分析显示，该区域存在基因树与物种树不一致、GC 含量异质性以及多个 IS，支持将其界定为动态附属区域。与完整基因组参考菌株相比，携带较大基因组缩减的群体表现出更高的生长速率和纤维素产量，而携带较小嵌套缺失的群体则表现出较低的性能。这些发现表明，常规菌株处理并不一定在基因组层面保持中性，并可能暴露出结构性基因组变异，从而产生具有表型后果的群体水平基因组异质性。对于基因组富含 MGE 的细菌而言，菌株处理历史可能是不同实验室之间基因组和表型变异的一个未被充分重视的来源。从更广泛的角度来看，
识别不稳定的附属基因组区域，可能有助于揭示在实验室条件下可有可无的基因组内容，并为基因组精简和菌株改良提供候选靶点。
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本预印本的版权归作者/资助方所有，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
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发布于 2026 年 10 月 9 日。
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Davide Bersanetti、Victor Manuel Gonzalez Ramos、Senni Hurttala、Anupama Prakash、Miia R. Mäkelä、Tom Ellis、Rahul Mangayil
bioRxiv
2026.10.08.757553
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菌株处理揭示了 *Komagataeibacter rhaeticus* 动态附属位点中由 IS 介导的反复基因组缩减
Davide Bersanetti、Victor Manuel Gonzalez Ramos、Senni Hurttala、Anupama Prakash、Miia R. Mäkelä、Tom
Ellis，Rahul Mangayil
bioRxiv
2026.10.08.757553
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.08.757553
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关键词：插入序列 · 细菌基因组缩减 · 附属基因组 · 基因组不稳定性 · 醋酸杆菌 · 细菌纤维素生产
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.08.757553v1?rss=1