基于全基因组序列评估益生菌L. plantarum P-8的遗传稳定性

益生菌L. plantarum P-8分离自内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗草原上牧民传手工制作的自然发酵酸牛乳样品，是研究人员于2005年从347株植物乳杆菌（分离自内蒙古、新疆、云南和蒙古国的自然发酵乳样品）中筛选出的1株具有优良益生特性的植物乳杆菌，益生菌P-8的全基因组序列测定工作于2015年完成，其基因组长度为3,035,719 bp，GC含量44.58%，携带有7个质粒。

为了评估益生菌P-8在体内的定植能力及遗传稳定性，本研究中，分别给健康志愿者及健康大鼠服用益生菌P-8 （健康志愿者： 6 × 10¹⁰ CFU/天，健康大鼠：6 × 10⁸ CFU/天），并于服用前期、中期和后期收集粪便，通过实时荧光定量PCR评估粪便中P-8的含量，并从中分离P-8菌株，随后对其全基因组序列进行测定。

图1 实验组别设计和采样时间点分布图

实时荧光定量PCR结果表明，只服用一次，益生菌P-8可在体内存活4-5周，而如果连续服用28天，益生菌P-8可在体内存活17周。92株P-8粪便分离株与P-8原代菌株的比较基因组分析显示，P-8在体内存活过程中具有较高的遗传稳定性。全基因组范围内共检测到19个单核苷酸突变（SNPs），平均每株菌1-2个SNPs，且在染色体上均匀分布，表明益生菌P-8在胃肠道中其染色体经历着中性进化过程。此外，P-8粪便分离株的质粒发生了不同程度的缺失，由此推断或许P-8菌株为了适应胃肠道环境而发生了适应性进化。

图2 不同时期粪便样品中益生菌P-8的含量

图3 全基因组范围内19个SNPs在不同菌株中的分布图

图4 益生菌P-8粪便分离株的基因组变异分布图

该研究“Genomic Variations in Probiotic Lactobacillus plantarum P-8 in the Human and Rat Gut”已于2018年5月发表在《Frontiers in Microbiology》（JCR2区，IF:4.019）。

原文链接：https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00893.