肠球菌属模式株比较基因组分析及发酵食品中粪肠球菌多位点序列分型研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:wapp592
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作为一种重要的乳酸菌,肠球菌在发酵食品中的使用比较广泛。然而,由于部分肠球菌还是条件致病菌,所以其安全性并没有得到公认,这对肠球菌在食品工业领域的使用造成了很大的限制;同时,作为一个在1984年才正式确立的种属,肠球菌属比较基因组学的研究开展的相对较晚。所以,本论文希望通过比较基因组学的方法来深入了解肠球菌属的种问遗传关系和进化历程,为肠球菌在工业领域的应用提供基础数据。基于此,本论文采用Illumina Miseq高通量测序平台完成了29株肠球菌模式株的全基因组测序,结合8株已完成测序的菌株,对37株肠球菌进行了全基因组比较工作。同时,以分离自内蒙古、青海和西藏的发酵食品中的39株粪肠球菌和4株参考菌株为研究对象,利用多位点序列分型技术完成了粪肠球菌分离株的分型研究。得到如下结论:(1)获得了29个肠球菌模式菌株的全基因组精细图谱,结合8株已完成测序的菌株,利用37株肠球菌基因组序列构建出一个含有605个基因的核心基因组,这些核心基因主要参与碳水化合物、蛋白质、DNA和RNA的代谢。(2)利用核心基因序列构建了肠球菌的系统发育树,并将37株肠球菌分为8个分支。在所有分离源是植物和鸟类的7株菌中,有6株处于古老的分支中;而全部19株分离自人和哺乳动物的菌株均处于年轻的分支中。同时,相对于古老的分支,肠球菌年轻分支的菌种更多,结构也更加复杂。由此推演出人和哺乳动物肠道中的肠球菌是由鸟类和植物进化而来的。(3)利用比较基因组学的方法研究了肠球菌碳水化合物代谢、应激反应系统、毒力因子和抗生素抗性等方面的功能基因,发现肠球菌代谢的主要途径是磷酸戊糖途径和糖酵解/糖质新生。(4)采用5个管家基因的多位点序列分型方法将43株粪肠球菌分为了23.个序列型,构成了5个克隆复合体。将序列型与分离源进行关联分析发现,分离源是牦牛奶的菌株相对集中,牛奶和羊奶的分离株则较为分散,这可能与牦牛独特的生活环境有关。同时,还发现4株致病菌和乳源分离株在遗传关系上距离较远。但是,一株分离自人体尿液的致病菌E. faecalis T2和3株分离自酸粥样品的菌株构成了一·个克隆复合体。二者较近的亲缘关系提示我们在食品工业生产中对粪肠球菌的使用一定要经过严格的安全评估。
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