基于比较基因组学的肠源性发酵乳杆菌M5e益生功能解析

摘要

目的 分析肠源性发酵乳杆菌（Limosilactobacillus fermentum,L.fermentum） M5e基因组特征并比较其与同源菌株功能差异以揭示M5e潜在益生功能。方法 以M5e全基因组为对象，结合NCBI公开的23株源自人体肠道的L.fermentum全基因组序列进行比较基因组学分析。利用基于子系统的快速注释技术（Rapid annotation using subsystem technology, RAST）进行基因组注释，通过基因组圈图绘制服务器（CGView Server）绘制基因组圈图，使用Roary软件识别核心基因集和泛基因集，构建系统发育树，并计算平均核苷酸一致性（Average nucleotide identity, ANI）值以评估菌株间的亲缘关系。结果 M5e菌株的基因组包括一条环状染色体和一个质粒，GC含量分别为51.49%和39%。共鉴定出2 065个蛋白质编码区、57个tRNA和15个rRNA。菌株之间的ANI值均高于96.5%,系统发育树分析显示，M5e与菌株AM60-2pH4、CBA7106和CM02-01b2聚集在同一分支。M5e与模式株L.fermentum ATCC 14931^T相比，含有16个特有基因，具体包括ybdM、ssb、puuP、mnaA＿2、metF、metE、lagD、hcaB＿2、esxA、essC、group＿397、group＿460、group＿1134、group＿4008、group＿4016、group＿4063。益生基因分析发现M5e含有6个黏附功能相关基因（gtfA、gtfB、epsE、epsD、epsG、epsJ）,4个耐酸相关基因（argJ、carB、dapE、dapH）,1个耐胆盐相关基因（ldh）,5个抗氧化相关基因（gshAB、ribZ、clpP、yxaB、fetA）以及1个抗菌基因（lagD）。结论 发酵乳杆菌M5e具有耐酸性、耐胆盐性、抗氧化性及抑制病原菌的能力，为解析其在肠道中的益生机制提供了新的分子证据。

关键词

发酵乳杆菌 / 全基因组测序 / 比较基因组学 / 细菌基因

基金资助

国家自然科学基金地区基金项目(82260182); 新疆克拉玛依市科技计划项目(20232023hjcxrc0084)