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近年来,研究者对于乳酸菌和抗生素联合用于胃肠道疾病的治疗产生了越来越浓厚的兴趣。乳酸菌常常出现于含有抗生素的环境中,它会发生怎样的适应性进化,以及是否会引发一系列的安全性问题成为了目前需要关注的焦点。本研究以分离自不同地区发酵乳制品中的53株乳杆菌为研究对象,首先对其常见抗生素的耐药性进行了分析。在此基础上,以其中一株乳酸菌Lactobacillus plantarum P-8(L.plantarum P-8)为出发菌,对乳酸菌在抗生素环境下的适应性分子机制进行了深入研究。试验过程中,将L.plantarum P-8在含有氨苄西林、克林霉素以及不含抗生素的培养基中连续培养12个月(2400代)。培养期间,对其活菌数、OD值和耐药性进行监测,并采用Illumina Hiseq技术对不同代菌株进行全基因组重测序。主要研究结果如下:(1)乳杆菌对15种抗生素的最小抑制浓度变化范围较大,表现出不同程度的耐药性;88.7%的菌株对一种或多种抗生素具有耐药性,只有6株乳杆菌对所有抗生素敏感;36株乳杆菌可检测出一定数量的抗性基因,但是都不会发生转移。(2)与不含抗生素的对照组相比,L.plantarum P-8在氨苄西林和克林霉素环境中的活菌数和OD值在24h时显著下降(p<0.05),随着传代时间的延长逐渐与对照组趋于一致;L.plantarum P-8在氨苄西林环境和克林霉素环境中的最小抑制浓度变化趋势截然相反,前者从0.5μg/m L增加到16μg/m L,后者一直维持稳定。(3)在空白培养基、克林霉素和氨苄西林环境中,L.plantarum P-8不同代菌株(54株)共检出4、19和9处SNP突变位点,平均突变频率分别为7.68×10-7、1.64×10-6和2.52×10-6;三种环境共有突变谱包括CG->GC和CG->AT颠换,占总突变的37%和32%;CG->TA转换只发生在抗生素环境中,占总突变数的15%;空白培养基中菌株的转换与颠换比值(Ti/Tv)显著低于抗生素环境中连续培养的菌株(p<0.05)。上述结果表明,L.plantarum P-8在抗生素环境下可通过特定突变的累积提高菌株的适应性。(4)在空白培养基、克林霉素和氨苄西林环境中,L.plantarum P-8编码ABC转运蛋白均可检测到相同的突变位点,并从400代稳定遗传到2400代,侧面反映菌株在不同培养条件下发生着一种“趋同进化”;在氨苄西林环境中,青霉素结合蛋白与L.plantarum P-8适应性菌株耐药表型密切相关,且编码基因侧翼不存在可移动元件,说明点突变累积形成的耐药表型不存在安全隐患。综上所述,本研究结合实验室进化和全基因组重测序的方法,从基因组水平揭示乳酸菌在抗生素环境中的适应性进化分子机制,同时本论文从基因组水平对其安全性进行分析,可以为益生菌安全性评价提供新的见解和基础。