全基因组测序揭示两株泡菜源植物乳杆菌基因型差异和潜在益生特性北大核心

【目的】为了探究植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)基因型差异和潜在益生特性,采用全基因组测序技术对其进行测序并解析基因组序列及生物特性。【方法】本研究基于HiSeq和PacBio测序平台,对团队前期从四川多代泡菜中分离获得、体外益生特性评价良好的潜在益生菌菌株L.plantarum Eden-Star PC06和L.plantarum Eden-Star PC108的全基因组进行测序。利用相关生物信息学软件对原始数据进行组装及其后续的功能注释、分子进化、菌株安全性、次级代谢产物合成基因簇以及益生特性相关基因进行分析。【结果】通过基因组装得到了2株植物乳杆菌的全基因组信息,L.plantarum Eden-Star PC06和Eden-Star PC108基因组大小分别为3163902 bp和3205054 bp;GC含量分别为44.68%和44.67%;分别包含3161个和3197个DNA编码序列;功能基因数据库比对结果显示2株菌在碳水化合物利用、氨基酸利用和糖基转移酶等基因上得到大量注释;通过比对数据库,在2株植物乳杆菌全基因组上发现了4个与肠液耐受相关的胆盐水解酶基因、完整的植物乳杆菌细菌素合成相关基因簇和抵御多种胁迫的益生相关基因。【结论】本研究通过全基因组测序在基因水平上探究了L.plantarum Eden-Star PC06和Eden-Star PC108基因型差异和益生特性基因,证明L.plantarum Eden-Star PC06和Eden-Star PC108是2株有应用前景的益生菌菌株,以期为筛选优良益生菌菌株和评价其益生特性提供遗传学基础。     

母乳源乳双歧杆菌Probio-M8的遗传特征及基因组差异比较分析

【目的】母乳源乳双歧杆菌（Bifidobacterium animalis subsp. lactis） Probio-M8具有优良的益生特性,本文拟从全基因组水平解析Probio-M8的遗传特征,并与已有益生功效的乳双歧杆菌的基因组进行比较分析。【方法】本研究基于NCBI已公开的21株乳双歧杆菌和1株模式菌株DSM10140^T的基因组数据,构建了核心基因集与泛基因集,解析该群体的系统发育关系,比较分析Probio-M8的遗传特征及功能基因组。【结果】22株乳双歧杆菌的泛基因集包含1 618个基因,其中核心基因1 514个,占泛基因集的93.57%,表明乳双歧杆菌核心基因集高度保守。以1 514个核心基因构建系统发育树,发现22株乳双歧杆菌分为两个分支,AD011单独为一个分支,Probio-M8和其他菌株与模式菌株DSM10140^T聚在同一分支,且Probio-M8与V9、BB-12、Bi-07、HN019的遗传距离极为接近。进一步分析耐药基因和毒力基因,在Probio-M8与V9、BB-12、Bi-07、HN019基因组上均检测到DfrA...     

两株母乳源植物乳杆菌的全基因组测序分析

【背景】母乳是一个重要的益生菌筛选库,其中植物乳杆菌是一种用途广泛、适应性强的益生菌。然而不同菌株具有不同的功能,现有的生理生化方法对其潜在益生特性研究十分有限,有必要采用高通量的方法寻找具有种群特异性的优质益生菌。【目的】结合菌株生化特征在全基因组的测序与分析的基础上对两株植物乳杆菌的潜在功能进行预测,并重点找寻与肠液耐受性及细菌素的合成相关的基因,即在基因组的结构上对菌株的表型进行探究。【方法】分离筛选出两株母乳源植物乳杆菌MP55、MP37,并利用Illumina genome analyzer对菌株的全基因组进行测序,采用Prokka软件对细菌基因组进行注释,采用Carbohydrate-active enzymes (CAZy)、Koyto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)和Clusters of orthologous genes(COG)数据库对基因组进行功能注释;同时采用Prodigal、RNAmmer等工具对编码序列、核糖体RNA进行预测,并用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。【结果】通过基因组装得到了两株植物乳杆菌的全基因组信息,植物乳杆菌MP37、MP55基因组大小分别为3 204 421 bp和3 299 180 bp;(G+C)mol%含量分别为44.36%和44.46%;分别包含3 012个和3 101个DNA编码序列,结合菌株生化特征在基因组上找到4个与肠液耐受相关的基因及一段细菌素合成相关基因簇。基因组序列原始数据和拼接结果已提交至"gcMeta"平台。【结论】通过高通量测序分析在基因组水平上揭示了植物乳杆菌MP55、MP37在肠道存活性与抑制病原菌相关的可能机理。植物乳杆菌MP55、MP37是两株潜在的益生菌候选菌株,实验结果为进一步阐明其益生菌特性的功能机制提供了遗传学基础。     

植物乳杆菌促进黑腹果蝇生长发育

【目的】检测乳酸菌对果蝇发育历期的影响,进一步探讨其对果蝇促生长的分子机制。【方法】利用选择性培养基MRS从黑腹果蝇Drosophila melanogaster体内分离乳酸菌,利用革兰氏染色、生化方法及16S rRNA基因进行鉴定;通过体内定植和世代传递实验验证该菌是黑腹果蝇的共生菌;采用悉生模型检测乳酸菌对黑腹果蝇发育的促生长作用;利用实时定量PCR技术检测黑腹果蝇体内促前胸腺激素基因PTTH和胰岛素通路相关基因InR的表达水平;利用葡萄糖试剂盒检测血淋巴液葡萄糖浓度。【结果】从黑腹果蝇中分离到的菌株鉴定为植物乳杆菌Lactobacillus plantarum FY1菌株(Gen Bank登录号:KY038178),可在黑腹果蝇肠道内定植,每个肠道定植量约为104CFU,并能在世代间稳定传递。FY1菌株体外发酵可降低p H值至5.2,可诱导无菌果蝇卵至蛹发育时间由20.0 d缩短至6.9 d,卵至成虫发育时间由30.0 d缩短至10.7 d,其生长速率是无菌果蝇的约2倍。实时定量PCR结果表明,FY1菌株显著地提前了PTTH表达高峰期,同时降低果蝇中InR表达水平,血淋巴液葡萄糖浓度从5.1 mg/mL降低至2.7 mg/mL。【结论】植物乳杆菌是黑腹果蝇的一种益生菌,推测能通过胰岛素信号通路促进宿主黑腹果蝇的生长和发育。     

基于比较基因组学分析嗜热链球菌的遗传多样性和防御系统

【目的】嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)是发酵乳制品的基础发酵菌种之一,全基因组水平解析嗜热链球菌的遗传多样性和工业发酵特性对于优良发酵菌株的筛选意义重大。【方法】本研究通过比较基因组学方法对27株嗜热链球菌的遗传多样性和防御系统进行分析。【结果】全基因组分析结果显示嗜热链球菌群体内具有较高的遗传多样性;基于核心基因集构建的系统发育树划分为2个分支,其中分支2菌株缺乏完整的组氨酸合成途径,经验证,分支2菌株在缺乏组氨酸的培养基中不能正常生长。通过对嗜热链球菌不同菌株的防御系统进行分析发现,同类型的CRISPR基因座和限制修饰系统在基因组中出现的位置相对固定。CRISPR-Cas系统(P0.05,r=0.43)和限制修饰系统(P0.01,r=–0.59)的数量与编码转座酶基因的数量均显著相关,表明嗜热链球菌为了阻止外源DNA入侵会进化出多种防御系统来保护自身遗传完整性。此外,分支1菌株的CRISPR-Cas系统数量极显著(P0.001)多于分支2,而限制修饰系统无显著差异,表明分支1菌株在噬菌体抗性方面可能更具优势。【结论】本研究基于核心基因构建的系统发育分析将27株嗜热链球菌分为2个分支,不同分支菌株在组氨酸代谢能力和防御系统方面有一定差异。该研究结果为今后快速筛选优良嗜热链球菌发酵剂提供了新思路。     

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。     

内蒙古地区传统制作奶豆腐和乌日莫中乳酸菌多样性及分布特征

【背景】传统制作奶豆腐和酸性奶油(乌日莫)是内蒙古农牧地区最喜爱的食品,蕴含着十分丰富的乳酸菌资源,亟待开发利用。【目的】通过解析内蒙古农牧地区传统自制奶豆腐和乌日莫样品中乳酸菌多样性及分布特征,为优良菌株选育与利用提供资源和理论基础。【方法】采用稀释涂布法分离纯化乳酸菌,测定菌株16S rRNA基因序列鉴定种属关系,阐明乳酸菌系统发育、遗传分化及菌群结构。【结果】传统自制样品中共分离得到乳酸菌81株,主要归属于乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)、食二酸乳杆菌(Lactobacillus diolivorans)、奥塔基乳杆菌(Lactobacillus otakiensis)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、开菲尔乳杆菌(Lactobacillus kefir)、乳酸乳球菌(Lactoc...     

乳杆菌在模拟肉制品条件下结合苯并芘的效果

【背景】乳杆菌对众多致癌物具有吸附作用,但关于乳杆菌结合吸附苯并芘特性的研究并不多。【目的】探讨戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus) ML32和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)121对加工肉制品中苯并芘的吸附能力与吸附机制。【方法】基于HPLC检测菌体对不同模拟加工处理方式肉品中的苯并芘的吸附率。【结果】植物乳杆菌121和戊糖乳杆菌ML32对模拟油炸、烟熏或烧烤方式处理肉中苯并芘的吸附率均在30%以上。菌株121对直接烟熏肉中的苯并芘吸附率为41.21%,直接油炸肉中吸附率为38.71%,直接烧烤肉中吸附率为37.51%;菌株ML32对间接烟熏肉中的苯并芘吸附率为40.02%,间接烧烤肉中吸附率为38.01%。植物乳杆菌121适合于去除高温长时间加工肉中的苯并芘,戊糖乳杆菌ML32则相反。另外,乳杆菌细胞壁中的肽聚糖或许在吸附过程中发挥了主要作用。【结论】两株乳杆菌121和ML32具有吸附某些加工肉制品中苯并芘的效果,或许可以作为一种方法用于消除某些肉制品中因苯并芘过量带来的风险。     

植物乳植杆菌P-8连续传代过程中遗传稳定性分析

【背景】植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum) P-8是一株具有优良益生特性的乳酸菌,探究其短期连续传代过程中的遗传稳定性对评估其加工生产的稳定性有着重要的指导作用。【目的】研究植物乳植杆菌P-8在37℃恒温环境下、MRS培养基中连续传代100代过程中的遗传稳定性。【方法】在MRS培养基、37℃恒温环境下将植物乳植杆菌P-8连续传代100代,测定不同代菌株(第0、25、50、75和100代)的菌体形态和碳水化合物利用能力,并利用二代、三代测序相结合的技术完成不同代菌株全基因组测序,通过比较基因组学综合分析其在连续传代100代过程中的遗传稳定性。【结果】植物乳植杆菌P-8在连续培养100代过程中,其菌体形态和碳水化合物利用能力均无明显变化。以植物乳植杆菌P-8的原始菌株基因组作为参考,比较分析了不同代菌株的基因组稳定性,发现菌株均有单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点存在,但数量较少(SNP位点<21个)。不同代菌株基因组共线性良好,具有极高的相似性,且不同代菌株碳水化合物活性酶注释结果无显...     

基于比较基因组学揭示不同植物乳杆菌的遗传特征及菌株差异——以Lactobacillus plantarum P9和Lp-6研究为例

[目的]植物乳杆菌(Lactbacillus plantarum,L.plantarum)在食品、医药和动物养殖等多个领域均有应用。本文以L.plantarum P9和Lp-6为例,解析L.plantarum遗传背景和基因组特征,为其鉴定和开发奠定基础。[方法]本研究采用PacBio SMRT测序技术完成了L.plantarum P9和Lp-6全基因组测序,结合已公开的110株L.plantarum全基因组数据和1株模式菌株ATCC 14917T数据,通过比较基因组学方法探究L.plantarum基因组的差异。[结果]L.plantarum P9和Lp-6基因组大小分别为3314.1和3482.5 kb,GC含量(%)分别为44.38%和44.32%,二者分别含有8个和9个质粒。113株L.plantarum系统发育树结果显示,L.plantarum P9与L.plantarum ATCC 14917T遗传距离更近,L.plantarum Lp-6更接近祖先群体分支。与L.plantarum WCSF1相比,含有xerS等基因的22.0 kb基因组片段在L.planarum Lp-6上发生了倒位,在L.plantarum P9基因组中缺失;L.plantarum Lp-6染色体插入含tagF等基因的13.0 kb片段;包含gpmA等基因的14.4 kb基因片段插入到L.plantarum P9染色体中。[结论]通过比较基因组学方法解析L.plantarum P9和Lp-6遗传信息,发现不同L.plan tarum菌株的遗传特征存在差异。     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.