嗜酸乳杆菌WG8的基因组分析：这是一种从荷斯坦-弗里斯兰奶牛的生牛奶中分离出的潜在益生菌菌株

《Microbiology Resource Announcements》：Genome assessment of Lactobacillus acidophilus WG8, a putative probiotic strain isolated from Holstein-Friesian raw milk

本研究解析了从南非荷斯坦弗里斯牛生鲜奶中分离的Lactobacillus acidophilus WGS8菌株的 draft基因组。该基因组包含1,957,515 bp，组装为17条contigs，GC含量34.5%。与DSM 20079相比，WGS8具有两个CRISPR阵列和更少的假基因，提示其基因组具有独特适应性特征。功能基因分析显示其具有粘附、耐酸碱及免疫调节等益生菌相关功能。

　　

摘要

本研究报道了从牛奶中分离出的嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）WGS8菌株的基因组序列草图。该菌株具有与益生菌功能相关的遗传特征。该基因组草图长度为1,957,515 bp，由16个 contig 组成。

公告

嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）是一种革兰氏阳性、单发酵细菌，常见于人类和动物的胃肠道以及发酵乳制品中（1, 2）。作为肠道微生物群的核心成员，它通过产生乳酸、细菌素和其他抗菌化合物来帮助维持肠道稳态（3, 4）。嗜酸乳杆菌的益生菌效应具有菌株特异性，包括增强肠道屏障完整性、调节免疫反应以及对微生物群落组成的有益影响（5, 6）。其生理耐受性，如耐酸性和耐胆盐性以及在乳制品中的存活能力，使其在功能性食品和益生菌制剂中得到广泛应用（7, 8）。

样本来自南非伊琳（Irene）农业研究委员会（ARC）乳品部门的荷斯坦-弗里斯兰奶牛（GPS：–25.892, 28.222）。每个样本使用无菌磷酸盐缓冲盐水（PBS，pH 7.2）进行十倍系列稀释，然后分别接种在添加了0.05 g/L半胱氨酸-HCl的德曼-罗戈萨-夏普（De Man, Rogosa, Sharpe，Oxoid，英国）琼脂平板上。平板在37°C下使用厌氧气体包装系统（Anaerobic Gas Pack System，Oxoid，英国）进行厌氧培养24至48小时。选择具有典型嗜酸乳杆菌形态特征的菌落，并通过反复划线培养在MRS琼脂上直至获得单一菌落形态。将单个菌落传代培养在MRS琼脂平板上，随后接种到MRS肉汤中并在37°C下培养24小时以提取DNA。

使用Bacterial Miniprep Kit（Zymo Research，美国加利福尼亚州欧文市）从纯培养物中提取基因组DNA。使用NanoPhotometer NP80（Implen GmbH，德国慕尼黑）和Qubit荧光计（Thermo Fisher Scientific，美国马萨诸塞州）评估DNA浓度和质量。利用MGIEasy Universal DNA Library Prep Set（MGI Tech，中国深圳）制备基因组文库。全基因组测序在DNBSEQ-G400 MGI平台上进行（MGI Tech，中国深圳），采用双端测序（2 × 150 bp）技术。使用FastQC v0.72（http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc）对原始读段进行质量控制，使用Trimmomatic v0.36（9）去除低质量读段，保留phred质量分数为30或更高的碱基，保留率达到90%的读段长度。最终获得4,831,143个高质量读段，基因组覆盖度约为610倍。使用SPAdes v3.15.3（10）进行de novo组装，组装质量通过QUAST v5.0.2进行评估。使用CheckM v1.0.18（11）评估基因组完整性，估计属水平上的完整性为98.94%。

所得基因组草图包含1,957,515 bp，由17个 contig 组成（N50 = 231,424 bp），鸟嘌呤-胞嘧啶（GC）含量为34.5%。使用PGAP（12）进行基因组注释，共鉴定出1,905个基因，其中1,783个为蛋白质编码基因。通过GTDB-Tk v2.3.2（13）进行分类学鉴定，确认该菌株为嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）。该基因组与嗜酸乳杆菌DSM 20079菌株（GCA_003047065.1）的平均核苷酸同源性（ANI）为99.97%（通过FastANI v0.1.3 14计算），证实其属于嗜酸乳杆菌属。与DSM 20079菌株（2.01 Mb，含有1个CRISPR位点）相比，WGS8菌株具有两个CRISPR阵列和更少的假基因（61个 vs 99个）。这些差异表明存在额外的基因组元件和菌株特异性适应性特征，支持WGS8代表嗜酸乳杆菌物种复合体中的一个独特菌株。所有软件程序均使用默认参数运行。基因注释显示存在与黏附、耐酸性、耐胆盐性和免疫调节相关的基因。此外，该基因组还包含58个tRNA和3个ncRNA。

致谢

我们衷心感谢南非农业研究委员会（ARC-AP）和南非农业部（DoA）对这项研究的资助（授权号A148/API012403000048）。