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粪肠球菌乳源分离株与其它环境分离株基因组比较分析

王彦杰  
【摘要】:粪肠球菌作为肠球菌属的重要模式菌种,在自然界中分布广泛。其中不同分离源菌株基因组间的差异分析,尤其是运用在乳制品中的粪肠球菌与其它环境分离株基因组比较分析的研究较少。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术完成15株分离自自然发酵乳制品的粪肠球菌全基因组测序,同时在NCBI数据库中下载63株具有明确分离源的粪肠球菌全基因组序列。对这78株粪肠球菌进行比较基因组分析,研究不同分离源菌株之间进化关系、环境特异性基因、耐药基因、毒力基因和前噬菌体携带情况,以充分了解环境差异对粪肠球菌基因组形成产生的影响,同时评估自然发酵乳制品中粪肠球菌的安全性。主要研究结果如下:粪肠球菌平均基因组大小2.94±0.15 Mb,平均GC含量为37.4%,预测基因数2,884±211个。除水源分离株与血液分离株在基因组大小和预测基因数上存在显著差异,乳源分离株和血液分离株预测基因数有显著差异外,其他分离源菌株之间基因组大小和基因数差异均不具有统计学意义,只有均值上的变化。构建78株粪肠球菌的泛基因和核心基因,其中开放型泛基因组含有10,573个基因,稳定型核心基因组含有1,361个基因。对这些基因进行功能分类,我们发现参与碳水化合物,氨基酸和核苷酸转运代谢的基因在核心基因组中占比较大。通过78株粪肠球菌核心基因组构建系统发育树,发现分离源与系统发育之间没有相关性,但分析菌株携带的环境特异性基因和耐药基因与环境之间的关系发现,自然环境对粪肠球菌基因组形成有重要作用。将分离源菌株数大于2的76株粪肠球菌基因组与毒力因子数据库比对,共发现88种毒力基因,分别参与菌株的粘附、抗吞噬和入侵。结合前噬菌体序列携带情况深入分析发现,乳源分离株中毒力基因和前噬菌体序列与其它环境分离株之间无显著差异,因此粪肠球菌存在于乳制品中存在致病风险,建议人们在乳制品中使用粪肠球菌要对其安全性进行全面评估。


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