Published November 29, 2022 | Version v1
Publication Open

Draft genomes, phylogenomic reconstruction and comparative genome analysis of three Xenorhabdus strains isolated from soil dwelling nematodes in Kenya

Creators

  • 1. Kenya Plant Health Inspectorate Services
  • 2. Kenya Agricultural and Livestock Research Organization
  • 3. Peter Doherty Institute
  • 4. University of Melbourne
  • 5. University of Nairobi
  • 6. Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology
  • 7. Goethe University Frankfurt

Description

As a proven source of potent and selective antimicrobials, Xenorhabdus bacteria are important to an age plagued with difficult-to-treat microbial infections. Yet, only twenty-seven species have been described to date. In this study, a new Xenorhabdus species was discovered through genomic studies on three isolates from Kenyan soils. Soils in Western Kenya were surveyed for steinernematids and Steinernema isolates VH1 and BG5 were recovered from red volcanic loam soils from cultivated land in Vihiga and clay soils from riverine land in Bungoma respectively. From the two nematode isolates, Xenorhabdus sp. strain BG5 and Xenorhabdus sp. strain VH1 were isolated. The genomes of these two, plus that of X. griffiniae XN45 —this was previously isolated from Steinernema sp. scarpo that also originated from Kenyan soils— were sequenced and assembled. Nascent genome assemblies of the three isolates were of good quality with over 70% of their proteome having known functions. These three isolates formed the X. griffiniae clade in a phylogenomic reconstruction of the genus. Their species were delineated using three overall genome relatedness indices: Xenorhabdus sp. nov. BG5, X. griffiniae VH1, and X. griffiniae XN45. A pangenome analysis of this clade revealed that over 70% of species-specific genes encoded unknown functions. Transposases were linked to genomic islands in Xenorhabdus sp. nov. BG5. Thus, overall genome-related indices sufficiently delineated species of two new Xenorhabdus isolates from Kenya, both of which were closely related to X. griffiniae. Most genes that drove speciation in the X. griffiniae clade encoded unknown functions.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

كمصدر مثبت لمضادات الميكروبات القوية والانتقائية، فإن بكتيريا Xenorhabdus مهمة في عصر يعاني من الالتهابات الميكروبية التي يصعب علاجها. ومع ذلك، تم وصف سبعة وعشرين نوعًا فقط حتى الآن. في هذه الدراسة، تم اكتشاف نوع جديد من Xenorhabdus من خلال الدراسات الجينية على ثلاث مناطق معزولة عن التربة الكينية. تم مسح التربة في غرب كينيا بحثًا عن steinernematids وعزل Steinernema VH1 و BG5 من التربة الطينية البركانية الحمراء من الأراضي المزروعة في Vihiga والتربة الطينية من الأراضي النهرية في Bungoma على التوالي. من عزلات الديدان الخيطية، تم عزل سلالة Xenorhabdus sp. BG5 وسلالة Xenorhabdus sp. VH1. تم تسلسل وتجميع جينومات هذين الاثنين، بالإضافة إلى جينومات X. griffiniae XN45 - التي كانت معزولة سابقًا عن Steinernema sp. scarpo التي نشأت أيضًا من التربة الكينية. كانت تجمعات الجينوم الوليدة للعزلات الثلاث ذات نوعية جيدة مع وجود وظائف معروفة لأكثر من 70 ٪ من بروتيومها. شكلت هذه العزلات الثلاثة الفرع X. griffiniae في إعادة بناء السلالة للجنس. تم تحديد أجناسهم باستخدام ثلاثة مؤشرات عامة للارتباط بالجينوم: Xenorhabdus sp. nov. BG5 و X. griffiniae VH1 و X. griffiniae XN45. كشف تحليل شامل لهذا الفرع أن أكثر من 70 ٪ من الجينات الخاصة بالأنواع تشفر وظائف غير معروفة. تم ربط المنقولات بالجزر الجينية في Xenorhabdus sp. nov. BG5. وبالتالي، فإن المؤشرات العامة المتعلقة بالجينوم حددت بشكل كافٍ أنواعًا من معزولتين جديدتين من Xenorhabdus من كينيا، وكلاهما مرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ X. griffiniae. معظم الجينات التي دفعت الانتواع في X. griffiniae clade مشفرة بوظائف غير معروفة.

Translated Description (French)

En tant que source avérée d'antimicrobiens puissants et sélectifs, les bactéries Xenorhabdus sont importantes à une époque marquée par des infections microbiennes difficiles à traiter. Pourtant, seules vingt-sept espèces ont été décrites à ce jour. Dans cette étude, une nouvelle espèce de Xenorhabdus a été découverte grâce à des études génomiques sur trois isolats de sols kenyans. Les sols de l'ouest du Kenya ont été étudiés pour les stéinernematides et les isolats de Steinernema VH1 et BG5 ont été récupérés des sols de loam volcanique rouge des terres cultivées à Vihiga et des sols argileux des terres riveraines à Bungoma respectivement. À partir des deux isolats de nématodes, la souche BG5 de Xenorhabdus sp. et la souche VH1 de Xenorhabdus sp. ont été isolées. Les génomes de ces deux espèces, ainsi que celui de X. griffiniae XN45 - qui était auparavant isolé de Steinernema sp. scarpo qui provenait également de sols kenyans - ont été séquencés et assemblés. Les assemblages génomiques naissants des trois isolats étaient de bonne qualité avec plus de 70% de leur protéome ayant des fonctions connues. Ces trois isolats ont formé le clade X. griffiniae dans une reconstruction phylogénomique du genre. Leurs espèces ont été délimitées à l'aide de trois indices de parenté génomique globale : Xenorhabdus sp. nov. BG5, X. griffiniae VH1 et X. griffiniae XN45. Une analyse pangénomique de ce clade a révélé que plus de 70% des gènes spécifiques à l'espèce codaient des fonctions inconnues. Les transposases ont été liées aux îles génomiques chez Xenorhabdus sp. nov. BG5. Ainsi, les indices globaux liés au génome ont suffisamment délimité les espèces de deux nouveaux isolats de Xenorhabdus du Kenya, qui étaient tous deux étroitement liés à X. griffiniae. La plupart des gènes responsables de la spéciation dans le clade X. griffiniae codaient des fonctions inconnues.

Translated Description (Spanish)

Como fuente comprobada de antimicrobianos potentes y selectivos, las bacterias Xenorhabdus son importantes para una edad plagada de infecciones microbianas difíciles de tratar. Sin embargo, hasta la fecha solo se han descrito veintisiete especies. En este estudio, se descubrió una nueva especie de Xenorhabdus a través de estudios genómicos en tres aislados de suelos kenianos. Se estudiaron los suelos en el oeste de Kenia en busca de steinernematids y se recuperaron los aislados de Steinernema VH1 y BG5 de suelos de marga volcánica roja de tierras cultivadas en Vihiga y suelos arcillosos de tierras ribereñas en Bungoma, respectivamente. De los dos aislados de nematodos, se aislaron la cepa BG5 de Xenorhabdus sp. y la cepa VH1 de Xenorhabdus sp. Se secuenciaron y ensamblaron los genomas de estos dos, más el de X. griffiniae XN45, previamente aislado de Steinernema sp. scarpo que también se originó en suelos kenianos. Los ensamblajes del genoma naciente de los tres aislados eran de buena calidad y más del 70% de su proteoma tenía funciones conocidas. Estos tres aislados formaron el clado X. griffiniae en una reconstrucción filogenómica del género. Sus especies se delinearon utilizando tres índices generales de relación con el genoma: Xenorhabdus sp. nov. BG5, X. griffiniae VH1 y X. griffiniae XN45. Un análisis del pangenoma de este clado reveló que más del 70% de los genes específicos de la especie codificaban funciones desconocidas. Las transposasas se vincularon a islas genómicas en Xenorhabdus sp. nov. BG5. Por lo tanto, los índices generales relacionados con el genoma delinearon suficientemente las especies de dos nuevos aislados de Xenorhabdus de Kenia, los cuales estaban estrechamente relacionados con X. griffiniae. La mayoría de los genes que impulsaron la especiación en el clado X. griffiniae codificaron funciones desconocidas.

Files

acmi.0.000531.v1.1&mimeType=pdf.pdf

Files (7.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9361f7b5dbffff4bfc2967e72312d39c
7.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مشروع الجينوم، وإعادة بناء الجينوم العرقي وتحليل الجينوم المقارن لثلاث سلالات Xenorhabdus معزولة عن الديدان الخيطية التي تعيش في التربة في كينيا
Translated title (French)
Projet de génomes, reconstruction phylogénomique et analyse génomique comparative de trois souches de Xenorhabdus isolées de nématodes vivant dans le sol au Kenya
Translated title (Spanish)
Borrador de genomas, reconstrucción filogenómica y análisis genómico comparativo de tres cepas de Xenorhabdus aisladas de nematodos que habitan en el suelo en Kenia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4310288261
DOI
10.1099/acmi.0.000531.v1

Is supplement to
https://openalex.org/W4361859526 (Other)
https://openalex.org/W4306812085 (Other)
https://openalex.org/W2990771211 (Other)
https://openalex.org/W2968219990 (Other)
https://openalex.org/W2367331535 (Other)
https://openalex.org/W2118734764 (Other)
https://openalex.org/W2009494982 (Other)
https://openalex.org/W2008164867 (Other)
https://openalex.org/W1970895961 (Other)
https://openalex.org/W1843948483 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya