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基于比较基因组学的肠源性发酵乳杆菌M5e益生功能解析

Analysis of probiotic functions of intestinal-derived Limosilactobacillus fermentum(L.fermentum)M5e based on comparative genomics

摘要目的 分析肠源性发酵乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum,L.fermentum)M5e基因组特征并比较其与同源菌株功能差异以揭示M5e潜在益生功能.方法 以M5e全基因组为对象,结合NCBI公开的23株源自人体肠道的L.fermentum全基因组序列进行比较基因组学分析.利用基于子系统的快速注释技术(Rapid annotation using subsystem technology,RAST)进行基因组注释,通过基因组圈图绘制服务器(CGView Server)绘制基因组圈图,使用Roary软件识别核心基因集和泛基因集,构建系统发育树,并计算平均核苷酸一致性(Average nucleotide identi-ty,ANI)值以评估菌株间的亲缘关系.结果 M5e菌株的基因组包括一条环状染色体和一个质粒,GC含量分别为51.49%和39%.共鉴定出2 065个蛋白质编码区、57个tRNA和15个rRNA.菌株之间的 ANI值均高于96.5%,系统发育树分析显示,M5e与菌株 AM60-2pH4、CBA7106和CM02-01b2聚集在同一分支.M5e与模式株L.fermentum ATCC 14931T 相比,含有16个特有基因,具体包括ybdM、ssb、puuP、mnaA_2、metF、metE、lagD、hcaB_2、esxA、essC、group_397、group_460、group_1134、group_4008、group_4016、group_4063.益生基因分析发现M5e含有6个黏附功能相关基因(gtfA、gtfB、epsE、epsD、epsG、epsJ),4个耐酸相关基因(argJ、carB、dapE、dapH),1个耐胆盐相关基因(ldh),5个抗氧化相关基因(gshAB、ribZ、clpP、yxaB、fetA)以及1个抗菌基因(lagD).结论 发酵乳杆菌 M5e具有耐酸性、耐胆盐性、抗氧化性及抑制病原菌的能力,为解析其在肠道中的益生机制提供了新的分子证据.

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