Biodegradation of the phenylurea herbicide linuron appears a specialization within a specific clade of the Variovorax genus. The linuron catabolic ability is likely acquired by horizontal gene transfer but the mechanisms involved are not known. The full genome sequences of six linuron degrading Variovorax strains isolated from geographically distant locations were analyzed to acquire insight into the mechanisms of genetic adaptation towards linuron metabolism. Whole genome sequence analysis confirmed the phylogenetic position of the linuron degraders in a separate clade within Variovorax and indicated that they unlikely originate from a common ancestral linuron degrader. The linuron degraders differentiated from Variovorax strains that do not degrade linuron by the presence of multiple plasmids of 20 to 839 kb, including plasmids of unknown plasmid groups. The linuron catabolic gene clusters showed (i) high conservation and synteny and (ii) strain-dependent distribution among the different plasmids. Most of them were bordered by IS1071 elements forming composite transposon structures, often in a multimeric array configuration, appointing IS1071 as a key element in the recruitment of linuron catabolic genes in Variovorax. Most of the strains carried at least one (catabolic) broad host range plasmid that might have been a second instrument for catabolic gene acquisition. We conclude that clade 1 Variovorax strains, despite their different geographical origin, made use of a limited genetic repertoire regarding both catabolic functions and vehicles to acquire linuron biodegradation.

中文翻译：

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比较基因组学表明，遗传适应机制可以使Variovorax中的苯脲类除草剂Linuron分解代谢。

苯脲除草剂利尿隆的生物降解似乎是Variovorax属特定进化枝中的一种专门化。利尿隆的分解代谢能力可能是通过水平基因转移获得的，但是所涉及的机制尚不清楚。分析了从地理位置较远的地方分离的六种降解亚麻嘧啶的Variovorax菌株的全基因组序列，以深入了解遗传适应亚麻嘧啶代谢的机制。全基因组序列分析证实了利尿隆降解子在Variovorax内一个单独进化枝中的系统发生位置，并表明它们不太可能起源于共同的祖先利尿隆降解子。由于存在20至839 kb的多个质粒，亚麻酸降解子与不降解亚麻酸的Variovorax菌株相区别，包括未知质粒组的质粒。linuron分解代谢基因簇显示（i）高保守性和同构性，以及（ii）不同质粒之间的菌株依赖性分布。它们中的大多数被形成复合转座子结构的IS1071元件接壤，通常以多聚体阵列配置，将IS1071指定为在Variovorax中募集亚麻嘧啶分解代谢基因的关键元件。大多数菌株携带至少一种（分解代谢型）宽宿主范围的质粒，该质粒可能已经成为分解代谢基因获取的第二种工具。我们得出的结论是，进化枝1 Variovorax菌株尽管具有不同的地理起源，但在分解代谢功能和获得利尿隆生物降解的载体方面却利用了有限的遗传资源。linuron分解代谢基因簇显示（i）高保守性和同构性，以及（ii）不同质粒之间的菌株依赖性分布。它们中的大多数被形成复合转座子结构的IS1071元件接壤，通常以多聚体阵列配置，将IS1071指定为在Variovorax中募集亚麻嘧啶分解代谢基因的关键元件。大多数菌株携带至少一种（分解代谢型）宽宿主范围的质粒，该质粒可能已经成为分解代谢基因获取的第二种工具。我们得出的结论是，进化枝1 Variovorax菌株尽管具有不同的地理起源，但在分解代谢功能和获得利尿隆生物降解的载体方面却利用了有限的遗传资源。linuron分解代谢基因簇显示（i）高保守性和同构性，以及（ii）不同质粒之间的菌株依赖性分布。它们中的大多数被形成复合转座子结构的IS1071元件接壤，通常以多聚体阵列配置，将IS1071指定为在Variovorax中募集亚麻嘧啶分解代谢基因的关键元件。大多数菌株携带至少一种（分解代谢型）宽宿主范围的质粒，该质粒可能已经成为分解代谢基因获取的第二种工具。我们得出的结论是，进化枝1 Variovorax菌株尽管具有不同的地理起源，但在分解代谢功能和获得利尿隆生物降解的载体方面却利用了有限的遗传资源。它们中的大多数被形成复合转座子结构的IS1071元件接壤，通常以多聚体阵列配置，将IS1071指定为在Variovorax中募集亚麻嘧啶分解代谢基因的关键元件。大多数菌株携带至少一种（分解代谢型）宽宿主范围的质粒，该质粒可能已经成为分解代谢基因获取的第二种工具。我们得出的结论是，进化枝1 Variovorax菌株尽管具有不同的地理起源，但在分解代谢功能和获得利尿隆生物降解的载体方面却利用了有限的遗传资源。它们中的大多数被形成复合转座子结构的IS1071元件接壤，通常以多聚体阵列配置，将IS1071指定为在Variovorax中募集亚麻嘧啶分解代谢基因的关键元件。大多数菌株携带至少一种（分解代谢型）宽宿主范围的质粒，该质粒可能已经成为分解代谢基因获取的第二种工具。我们得出的结论是，进化枝1 Variovorax菌株尽管具有不同的地理起源，但在分解代谢功能和获得利尿隆生物降解的载体方面却利用了有限的遗传资源。大多数菌株携带至少一种（分解代谢型）宽宿主范围的质粒，该质粒可能已经成为分解代谢基因采集的第二种工具。我们得出的结论是，进化枝1 Variovorax菌株尽管具有不同的地理起源，但在分解代谢功能和获得利尿隆生物降解的载体方面却利用了有限的遗传资源。大多数菌株携带至少一种（分解代谢型）宽宿主范围的质粒，该质粒可能已经成为分解代谢基因获取的第二种工具。我们得出的结论是，进化枝1 Variovorax菌株尽管具有不同的地理起源，但在分解代谢功能和获得利尿隆生物降解的载体方面却利用了有限的遗传资源。