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编号:39157
基于全基因组测序解析不同瑞士乳杆菌菌株的遗传差异——以瑞士乳杆菌H9和H10为例
http://www.100md.com 2022年4月12日 2022年第3期
类群,乳制品,1材料与方法,1瑞士乳杆菌基因组序列,2平均核苷酸一致性(Averagenucleotideidentity,ANI)的计算,3基因预测与注释,4泛-核心基因集的构
     胡日查,李伟程,吕瑞瑞,张和平

    (内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室 农业农村部奶制品加工重点实验室内蒙古乳品生物技术与工程重点实验室 呼和浩特 010018)

    瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus,L.helveticus)是一种专性同型发酵乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB),因高蛋白水解活性而被广泛用于奶酪、发酵乳饮料等的生产,是开发功能性发酵乳制品的优良菌种[1]。瑞士乳杆菌本身具有一定益生特性,其发酵生产的乳制品含有丰富的生物活性肽,在提高产品营养价值的同时赋予产品缓解高血压、调节免疫反应等益生功能[2]。

    随着第2 代高通量测序技术的发展,测序所需的物质和时间成本大大降低,使得大规模微生物基因组测序成为可能[3]。比较基因组学(Comparative genomics) 以不同物种或同一物种的不同个体的全基因组序列相似性为基础,预测基因数量、功能及其表达机制[4]。通过比较基因组学可识别物种的保守基因和差异基因,进而讨论其遗传背景和表型演化[3,5],而全基因组完成图可提供更全面的基因组信息,有利于准确比较基因组分析[6]。瑞士乳杆菌作为重要的发酵剂菌种,利用比较基因组学方法解析其基因组信息,对开发其工业生产潜力至关重要。

    瑞士乳杆菌H9 和H10 是本团队分别从中国西藏发酵牦牛乳和传统发酵乳中分离的瑞士乳杆菌菌株。瑞士乳杆菌H9 蛋白水解活性高,其发酵乳制品中含有VPP、IPP 等生物活性肽,而瑞士乳杆菌H10 同样具有高蛋白水解活性,然而其发酵乳不产生上述寡肽[7]。本团队已完成对瑞士乳杆菌H9 和H10 的全基因组测序[8-9]。本研究以瑞士乳杆菌H9 和H10 基因组及NCBI 数据库中其它16株瑞士乳杆菌基因组完成图为研究对象,利用比较基因组学方法从基因组层面探究不同瑞士乳杆菌菌株间的遗传差异,为其进一步开发应用奠定遗传学基础。

    1 材料与方法

    1.1 瑞士乳杆菌基因组序列

    本研究所用18 株瑞士乳杆菌全基因组完成图均来自NCBI 数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=lactobacillus%20helveticus),详情见表1。

    1.2 平均核苷酸一致性(Average nucleotide identity,ANI)的计算

    本研究参考Goris 等[10]报道的方法,计算18株瑞士乳杆菌基因组序列的ANI 值 ......

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