炭疽芽孢杆菌的基因组学与生物学基本特征分析

摘要

为深入研究炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)基因组信息，探索其次级代谢产物、耐药基因和毒力基因种类，从NCBI数据库中下载43株炭疽芽孢杆菌的基因组，分别利用基因组分析软件、次级代谢产物挖掘软件以及耐药基因和毒力基因数据库对其进行分析。43株炭疽芽孢杆菌的基因组大小为5.20～5.32 MB, G+C含量为35.36%～35.45%,在系统发育树上被分为3个分支。通过泛基因组分析发现，有7 873个基因家族、 3 469个核心基因和2 627个特有基因，泛基因组呈开放型。通过次级代谢产物挖掘软件注释到12类、 307个与次级代谢产物相关的基因簇，共有354个次级代谢产物，主要是含线性唑的肽(linear azol in e-containing peptides, LAP)、铁载体(NI-siderophore)、非核糖体肽金属载体(non-ribosomal peptide me-tallophores, NRP-metallophore)、非核糖体肽合成酶(non-ribosomal peptide synthetase, NRPS)、内酯(betalactone)和萜烯(terpene)等。将43株炭疽芽孢杆菌fasta格式的基因组序列上传至CARD耐药基因数据库进行比对，得到8种耐药基因(VanZF、mphL、FosB、Bla1、Bla2、tet45、VanRA和VanSA),其中存在耐药基因最多的是菌株HDZK-BYSB7和MCCC 1A01412。将43株炭疽芽孢杆菌fasta格式的基因组序列上传至VFDB毒力基因数据库进行比对，得到9种毒力基因(inhA、nheA、nheB、nheC、BAS3109、cytk、hblA、hblC和hblD),存在毒力基因最多的是菌株MCCC 1A02161,其中inhA和BAS3109可能是炭疽芽孢杆菌与其他芽孢杆菌属菌株相比独有的毒力基因。本研究获得了炭疽芽孢杆菌的基因组信息，明晰了泛基因组和核心基因组与基因组数目的关系，预测了次级代谢产物、耐药基因和毒力基因的种类，研究结果有助于全面了解炭疽芽孢杆菌，为临床用药提供依据。

关键词

炭疽芽孢杆菌 / 泛基因组 / 次级代谢产物 / 耐药基因 / 毒力基因