乳桿菌屬基因組多態(tài)性及德氏乳桿菌保加利亞亞種微進化研究.pdf

1、Lactobacillus是乳酸菌最大的一個屬，在人和動物胃腸道微生態(tài)平衡有著重要的作用，也是乳制品發(fā)酵劑以及益生菌產品的主要菌株，保加利亞乳桿菌更是乳制品發(fā)酵劑必不可少的菌種之一。系統(tǒng)解析乳桿菌屬以及保加利亞乳桿菌的遺傳背景和進化歷程對開發(fā)利用乳桿菌有著極其重要的意義。本研究采用基因組重測序技術完成了146株Lactobacillus模式菌株基因組的測定，結合公共數(shù)據(jù)庫中已完成的3株Lactobacillus模式菌株的全基因組序列，深

2、入解析了149株Lactobacillus模式菌株的種系發(fā)育情況和物種分化歷程，同時以305株L.delbrueckii subsp.bulgaricus分離株為研究對象，采用多位點序列分型技術對其進行微進化分析，得出如下結論:
　　(1)完成了146株Lactobacillus模式菌株全基因組精細圖的繪制，建立了含有72個基因的Lactobacillus核心基因集，大于70000個基因的泛基因集，結合基因組大小、GC含量、編碼蛋

3、白數(shù)量以及ANI和TNI值，顯示出Lactobacillus基因組遺傳多樣性極其豐富，高于傳統(tǒng)細菌分類學定義中的“科”。
　　(2)基于基因組序列重構代表26個門、421個屬的系統(tǒng)發(fā)育樹，指出Oenococcus、Pediococcus、 Weissella、Leuconostoc幫Lactobacillus屬于一個進化分支Lactobacilluscomplex，而Lactococcus、Streptococcus和Entero

4、coccus處于Lactobacillus complex分化前的另一個分支。
　　(3)以72個核心基因為依據(jù)從基因組水平重構乳桿菌不同種的系統(tǒng)發(fā)育關系，所有乳桿菌模式菌株分為2個大的進化分支。進一步分析揭示了屬于兼性異型發(fā)酵的乳桿菌模式菌株占據(jù)這一屬的古老分支，即祖先位置，屬于嚴格同型發(fā)酵、嚴格異型發(fā)酵的乳桿菌模式菌株則占據(jù)年輕分支，為后代菌株。同時發(fā)現(xiàn)處于第1進化分枝的動物源乳桿菌伴有生態(tài)位移動現(xiàn)象，第2進化分枝的動物源乳桿

5、菌在動物生境和其他生境中呈現(xiàn)平行進化現(xiàn)象。
　　(4)采用8個管家基因的多位點序列分型技術305株L.delbrueckii subsp.bulgaricus區(qū)分為121個ST型，組成14個同源復合體。通過STRUCTURE種群分析預測了可能存在5個主要的祖先群體，并推斷蒙古國地區(qū)L.delbrueckii subsp.bulgaricus分離株更接近最早的祖先群體。
　　(5)進一步分析表明L.delbrueckii su