副干酪乳杆菌是干酪乳杆菌组群中的一个物种,其来源十分广泛。不同生境可能赋予副干酪乳杆菌不同的基因组特征及生理特性。目前已有基因型与表型的研究,分析了副干酪乳杆菌的遗传进化关系和碳水化合物利用特性,然而现有研究几乎都集中在乳制品来源的菌株,且仅针对少数菌株或个别典型基因。本文从泡菜和粪便样本中筛选副干酪乳杆菌,探究不同生境来源的菌株在基因组学及生理特性上的差异,系统解析副干酪乳杆菌在不同生境下的适应性。主要研究结果如下:(1)从508份粪便和泡菜样品中成功筛获121株副干酪乳杆菌,结合27株NCBI已发表菌株(多种分离源)共同分析,148个基因组的大小范围为2.65~3.90 Mb,GC含量范围为45.98%~47.97%,生境与菌株基因组基本特征无明显关联。泛基因组特征曲线表明副干酪乳杆菌具有开放的泛基因组,核心基因注释结果显示它们主要参与了翻译、DNA复制、碳水化合物代谢等重要功能。比较基因组学研究结果显示,不同生境的副干酪乳杆菌的遗传进化存在差异,乳源和泡菜源菌株进化方向明显不同,肠源菌株进化方向多样。对于人体肠道分离株,其进化途径受宿主年龄、地区、民族多因素交叉影响。(2)基于碳水化合物利用的相关基因及表型分析显示,副干酪乳杆菌基因组中含有82种碳水化合物活性酶基因,包括37种糖苷水解酶(GH)、17种糖基转移酶(GT)、13种碳水化合物结合模块(CBM)等基因家族,其中有22种在肠源和泡菜源菌株上差异显著;不同生境的副干酪乳杆菌对低聚果糖、低聚木糖和D-山梨醇的利用能力存在差异,肠源菌株的利用能力普遍高于泡菜源菌株,与其完整的糖利用基因簇相吻合。(3)基于抗生素耐受性相关基因及表型分析显示,副干酪乳杆菌基因组中含有45~49种抗生素抗性相关基因,基因数量与菌株生境无明显关联。但部分抗性基因仅出现在肠源菌株中,且涉及到移动元件以及与宿主间的复杂相互作用。这些菌株在表型上表现出高水平的抗生素抗性,肠源菌株的抗生素耐受性浓度普遍高于泡菜源菌株,体现了生境对副干酪乳杆菌抗生素耐受性的影响。对于四环素、红霉素、克林霉素和链霉素,存在高抗性菌株,且分别由其拥有的tetM、ermB、rpsL基因所调控。(4)基于酸胁迫和盐胁迫耐受性分析显示,副干酪乳杆菌具备良好的环境胁迫耐受能力,在pH 3.0和7.0%盐度下仍能够保持良好的生长能力。其中耐酸能力与多种氨基酸代谢基因有关,耐盐能力与Dnak、GroEL基因以及海藻糖活性酶相关基因有关。泡菜源菌株的盐胁迫耐受能力普遍高于肠源菌株,揭示了副干酪乳杆菌在不同生境下生存的适应性。耐盐能力最好的6株菌与其拥有的kdp基因簇和trkA基因有关。