枯草芽孢杆菌SNBS-3全基因组测序及其抑菌物质预测分析

为了详细解析枯草芽孢杆菌SNBS-3的基因组特征,本研究在前期研究基础上,采用Illumina二代测序技术和第三代高通量Pacbio测序平台,对从传统豆酱中筛选得到的枯草芽孢杆菌SNBS-3进行全基因组测序,获得菌株基因组特征信息、基因功能注释及分类、系统发育进化和次级代谢产物等关键信息。结果表明:SNBS-3的基因组为一条环状闭合DNA,大小为4076387 bp,共有4000个蛋白质编码基因,在直系同源集、基因本体论、京都基因与基因组百科全书、碳水化合物活性酶、抗生素耐药性数据库和致病毒力因子数据库分别注释到3209、2824、2560、147、12个和4个功能基因。应用在线软件AntiSMASH和Bagel4发现其除具有合成Surfactin、Mycosubtilin、Plipastatin、Bacilysin和Bacillaene等多种抑菌物质的相关基因外,还具有一条完整的细菌素Subtilosin A合成基因簇,结合抑菌实验和蛋白酶K实验结果推测枯草芽孢杆菌SNBS-3具有合成细菌素SubtilosinA的能力。综上,枯草芽孢杆菌SNBS-3全基因组测序结果表明其本身可产生多种抑菌物质,是1株具有生防潜力的微生物,相关分析结果可为包括细菌素SubtilosinA在内的多种抑菌物质的进一步开发应用提供理论基础。

产细菌素乳酸菌的筛选及相关基因分析

以Escherichia coli为指示菌,采用双层平板法从7株乳酸菌中筛选出一株高产细菌素的优良菌株KLDS 4.0325;通过菌体形态观察及16S r RNA序列分析鉴定菌株KLDS 4.0325为乳酸乳球菌,通过分析该菌株全基因组序列,预测其细菌素合成基因簇有AOI_1和AOI_2,并分别做了简要介绍,在细菌素数据库中比对,均属于二类细菌素中的Lactococcin_B_(LCN-B)型细菌素;最后通过向指示菌菌液中添加无细胞发酵上清液进一步证明了该菌株所产细菌素对指示菌的作用方式是杀菌。

猪链球菌细菌素的筛选及理化特性分析

为研究猪链球菌(SS)产生的细菌素,本研究以不同省份分离到的200株SS为研究对象,采用琼脂扩散法筛选具有抑菌作用的菌株;通过CGE网站进行ST型分型,利用PCR方法进行血清型分型;选出的菌株利用PCR方法检测细菌素相关基因;然后用BAGEL4对细菌素相关基因进行全序列基因功能分析,同时采用PCR分段扩增其基因簇;并分析SS所产细菌素的理化特性。结果显示,从200株SS中筛选出了21株可产生抑菌物质的SS,它们分布于不同的ST型和血清型。其中菌株xj-144和38-3携带SS细菌素编码基因sss基因和suiA基因,经BAGEL4分析菌株xj-144仅存在一个与suicin 65核心肽相同的细菌素,并无其他潜在细菌素,其完整的基因簇含有10个ORFs,产生的细菌素排除有机酸、过氧化氢干扰后,其粗提取液具有一定的耐热性、酸碱耐受性和蛋白酶稳定性,并对部分病原菌具有抑菌作用。本研究为进一步研究SS细菌素奠定了一定的基础,为实现细菌素替代传统抗生素提供了科学参考。

枯草芽孢杆菌细菌素研究进展

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是“Generally regarded as safe”(GRAS)级别益生菌种,在医药、食品、农业、畜牧业、水环境改善等方面用途很广。文章介绍了B.subtilis由核糖体合成的多肽(Bacteriocins,细菌素)的研究进展,包括其分类、结构特征、作用机理和抑菌谱,对基因组组成和Bacteriocins基因簇结构特征进行了简介,并对B.subtilis及其Bacteriocins的进一步开发利用进行了展望,为相关科研工作者提供参考依据。

干酪乳杆菌Zhang分类学地位及潜在益生相关基因分析

干酪乳杆菌Zhang是本研究团队筛选出的具有优良特性的益生乳酸菌菌株。传统方法难以区分干酪乳杆菌及其近缘物种。因最近乳杆菌的系统分类进行了更新,故导致Zhang的分类地位需重新确认。本研究利用比较基因组学方法分析Zhang的分类学地位、耐药基因、致病性基因和环境抗性基因特征,探究该菌株基因组上携带的细菌素基因簇和潜在益生基因。比较基因组学结果显示Zhang与副干酪乳酪杆菌模式菌株ATCC 25302^(T)的平均核苷酸一致性值是98.49%,通过分类学数据库比对和系统发育分析确认Zhang的分类学地位为副干酪乳酪杆菌。Zhang的基因组不含有耐药基因、致病性基因和环境抗性基因。在其基因组上注释到核心肽、Lan T转运和引导切割及免疫或运输功能等Carnocin细菌素基因簇。此外,Zhang的基因组编码了谷胱甘肽合成、核黄素合成、黏附因子和分泌胞外多糖等潜在益生基因。本研究更新了Zhang的分类学地位为副干酪乳酪杆菌,揭示其不含有耐药基因、致病性基因及环境抗性基因,并注释到多个潜在益生基因,为该菌株进一步开发及产业化提供了数据参考。

产细菌素乳酸菌LS-1的全基因组测序分析

前期研究从内蒙古手工奶酪中筛选出1株可拮抗金黄色葡萄球菌的乳酸菌Lacticaseibacillus saniviri(LS-1)。为探究LS-1的全基因组信息,挖掘其潜在细菌素编码基因簇,本试验对LS-1进行全基因组测序,对编码基因进行预测,并采用非冗余蛋白质(Nr)和基因本体(GO)数据库进行功能注释;利用BAGEL4数据库预测分析细菌素合成基因簇。结果显示,LS-1的基因组大小为2356714 bp,GC含量为47.87%。共预测到2316个编码基因,其编码基因总长度为2058534 bp,平均长度为888 bp。LS-1所分泌细菌素属于Ⅲ类细菌素中的Enterolysin A(EnlA),推测EnlA可能通过裂解细胞壁来实现抑菌作用。本试验通过全基因组测序对LS-1基因组进行全面分析,从基因水平阐明其细菌素编码基因簇,进一步明确了菌株LS-1所产细菌素具有作为新型替抗产品的潜力。

一株产乳链菌肽菌株的分离与鉴定

为了从新疆生牛奶菌群中挖掘具有产乳链菌肽能力的乳酸链球菌,利用含有高浓度乳链菌肽的平板对生牛奶菌群进行初筛,随后使用敏感菌平板初步验证初筛菌株的产抗菌物质能力;利用16S r DNA测序和生物信息学方法对其进行菌种鉴定;针对乳酸乳球菌的乳链菌肽合成基因簇,在其3个不同位点设计并合成PCR引物进行扩增;同时利用牛津杯法测定了其在不同培养基中发酵液的乳链菌肽效价。实验结果表明:筛选所得菌株是乳酸乳球菌Il1403(Lactococcuslactis Il1403)亚型,同源性为100%;该菌拥有完整的乳链菌肽合成基因簇,可以在敏感菌平板上产生显著的抑菌圈;在30℃静置培养18 h的条件下,使用GM17培养基和CM培养基的发酵液效价分别为823.33 IU/m L和926.67 IU/m L。实验结果证实从生牛奶菌群中分离得了一株具有产乳链菌肽能力的乳酸链球菌。

产细菌素猪链球菌的筛选及其基因簇功能分析

以猪链球菌的细菌素为研究目标,采用琼脂扩散法筛选出27株产类细菌素猪链球菌菌株,其中CZJYW024菌株的细菌素抑菌活性最强。使用细菌素检测引物(nisin A和scn A)对产类细菌素菌株进行检测,scn A和nisin A的携带率分别为33.3%和14.8%。初步纯化CZJYW024菌株的抑菌物质,提取物对马链球菌兽疫亚种ATCC35246的抑菌环直径达(23.30±0.20)mm,经有机酸、过氧化氢干扰试验及质谱鉴定,证实该抑菌物质属于羊毛硫细菌素家族,对热、pH和蛋白酶稳定,命名为suicin024。抑菌试验证实该基因缺失株抑菌活性消失,进一步分析发现suicin024包含10个开放阅读框,由scz基因簇编码。CZJYW024菌株经BALB/c小鼠模型证实为无毒株。本研究为该细菌素在动物制药和食品原料加工等抗生素替代品的研究和开发上提供理论依据。