不同分离源植物乳杆菌的群体基因组分析

【背景】植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)广泛存在于植物、乳制品、肉制品、哺乳动物和昆虫的肠道等多种生态环境中。【目的】探究不同分离源L. plantarum基因组与其所在环境是否存在潜在的联系。【方法】利用比较基因组学对126株分离自植物、乳制品、肉制品、果蝇及哺乳动物肠道和口腔等部位的L. plantarum菌株基因组进行系统发育分析和功能基因组分析,解析不同分离源菌株间的亲缘关系和进化历程。【结果】果蝇分离株的基因组大小显著高于植物、哺乳动物肠道、肉制品和乳制品分离株(P0.05),植物和哺乳动物肠道、口腔等部位与肉制品分离株的基因组大小和编码基因数量无显著差异(P0.05)。基于单拷贝基因串联和核心基因系统发育树分析均发现,果蝇分离株和乳制品分离株分别集中聚集分布在某一分支中,其余分离源均匀分布在各个分支中。附属基因分析结果与系统发育树分析结果一致。功能基因注释结果发现,果蝇分离株的环境特异性基因参与低聚果糖和几丁质代谢,乳制品分离株的环境特异性基因参与mazEF毒素-抗毒素系统和CRISPR系统。【结论】植物乳杆菌分离株为适应较为独特的果蝇和乳制品生境而发生了适应性进化。本研究为植物乳杆菌适应性进化提供了新见解,同时为解析菌株的进化历程提供了理论基础。     

不同分离源粪肠球菌的毒力基因比较

【背景】粪肠球菌作为一种重要的乳酸菌在食品和医药领域应用广泛。由于很多粪肠球菌为条件致病菌,因此充分了解粪肠球菌基因组中毒力基因(Virulence genes)的携带情况对合理利用该菌种有重要的意义,但目前还没有研究专门报道不同分离源粪肠球菌基因组中毒力基因的携带情况。【目的】了解不同分离源粪肠球菌毒力基因的携带情况,评估分离自自然发酵乳制品中的粪肠球菌的安全性。【方法】利用比较基因组学方法确定107株分离自乳源、血液、尿液、粪便和水源中的粪肠球菌携带毒力基因情况,使用主成分分析比较不同分离源菌株毒力基因的差异,通过卡方检验筛查出环境特异性毒力基因。【结果】在107株粪肠球菌基因组共找到88种编码不同功能蛋白的毒力基因,其中与粘附相关的毒力基因最多。同时发现乳源分离株与其他环境分离株所携带的毒力基因没有显著差异。【结论】乳源分离株中携带的毒力基因与其他环境分离株无显著差异,表明分离自自然发酵乳制品中的粪肠球菌可能同样存在致病风险,因此在食品工业中使用粪肠球菌时一定要对菌株的安全性做全面的评估。     

基于全基因组关联分析研究粪肠球菌发酵食品分离株的耐药性

【目的】研究15株分离自自然发酵食品的粪肠球菌(Enterococcus faecalis)和1株粪肠球菌模式株对15种(1种β-内酰胺类和14种非β-内酰胺类)抗生素的耐药性,并通过菌株耐药表型与基因型的关联分析找到粪肠球菌潜在的耐药基因。【方法】利用微量肉汤稀释法检测试验菌株对15种抗生素的耐药性,运用Scoary软件进行表型与基因型的关联分析。【结果】16株粪肠球菌对卡那霉素、万古霉素、利奈唑胺和红霉素100%敏感;对其余11种抗生素均表现出不同程度的耐药,其中对克林霉素为100%耐药。基因组关联分析发现了9个功能基因与5种抗生素(氯霉素、环丙沙星、甲氧苄啶、新霉素和四环素)存在显著相关关系,其中基因FAM000296和FAM005768与氯霉素、甲氧苄啶和环丙沙星的耐药性有关。进一步分析发现基因FAM000296和FAM005768同被注释为Sec G,但基因FAM005768与基因FAM000296相比在3′端丢失了21个碱基。【结论】分离自自然发酵食品的粪肠球菌对多种抗生素具有耐药性,其基因组中携带有潜在的耐药基因。因此,对分离自自然发酵食品的粪肠球菌需要进行全面的安全性评估后方可考虑应用。     

罗伊氏乳杆菌肠道分离株的遗传多样性研究

动物体内定殖着丰富且多样的细菌,其对宿主的健康发挥着举足轻重的作用。罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)是存在于动物肠道中的益生菌,是研究肠道菌群与宿主进化关系的模式菌种。【目的】以下载自NCBI的分离自猪、家禽类、人类、啮齿类动物的116株L.reuteri和分离自内蒙古锡林郭勒牛、羊和马肠道中的16株L. reuteri为研究对象,解析L. reuteri不同分离株的遗传多样性和宿主特异性,为L. reuteri的开发利用提供理论依据。【方法】利用MLST技术,以ddl、pkt、leu S、gyr B、dlt A、rpo A、rec A共7个看家基因为研究靶点,对L.reuteri分离株遗传多样性进行研究,推演分离株与宿主生境的进化关系。【结果】132株L. reuteri共划分为63个序列型,6个克隆复合体。等位基因序列重组分析发现,在L.reuteri的进化中发生了个别的重组事件,eBURST、MSTree分析表明不同分离源的L. reuteri分离株经历了不同的进化过程,系统发育分析表明132株L. reuteri来自5个Clusters且与分离源表现出较强的相关性。【结论】本研究利用MLST技术完成了132株L. reuteri肠道分离株的遗传多样性分析,利用MSTree、系统发育等群体结构分析,发现不同分离源菌株有着高度的宿主特异性,表明L. reuteri为适应不同生存环境经历了不同的进化过程。