乳酸菌在发酵鸡肉中的抗菌潜力：基因簇挖掘与应用前景

《Microbiology Resource Announcements 0.7》：Draft genome sequences of four lactic acid bacteria from fermented chicken meat unveil biosynthetic gene clusters for antimicrobial compounds

来自孟加拉国的研究人员针对日益严重的抗生素耐药性问题，开展发酵鸡肉中乳酸菌（LAB）抗菌肽基因簇挖掘研究，发现多种抗菌化合物相关基因簇，为食品防腐和肠道健康干预提供新思路，具有重要应用价值。

　　乳酸菌在发酵食品生产中扮演着关键角色，并且是抗菌肽的重要来源。本研究报道了从孟加拉国吉大港活禽市场采集的发酵鸡肉中分离出的四株乳酸菌菌株，这些菌株分别属于片球菌属（Pediococcus）和植物乳杆菌属（Lactiplantibacillus），它们的基因组中携带编码抗菌化合物的生物合成基因簇。

发酵食品长期以来一直含有益生菌、益生元和后生元。乳酸菌（LAB）能够增强食品安全性，抑制食品腐败，并支持肠道健康。乳酸菌属于厚壁菌门（Firmicutes），包括乳杆菌（Lactobacillus）、片球菌（Pediococcus）、明串珠菌（Leuconostoc）、乳球菌（Lactococcus）和肠球菌（Enterococcus）。随着抗生素耐药性的不断上升，细菌素作为潜在的替代品受到了越来越多的关注。通过对生物合成基因簇的基因组挖掘和高通量筛选，为发现新型细菌素、应对耐药性挑战以及推动可持续食品保鲜开辟了有希望的途径。

研究人员从孟加拉国吉大港（22.336218 N，91.830187 E）的活禽市场选取了三只肉鸡，按照标准程序屠宰后，取100克鸡胸肉在4℃下进行厌氧保存3天，以促进益生菌的增殖。随后，将1克肉与5毫升MRS肉汤（Oxoid，英国汉普郡）混合，并在37℃下厌氧培养48小时，促进乳酸菌生长。通过在MRS琼脂上分离单菌落、纯化，并利用属特异性16S rRNA扩增进行鉴定。利用AllPrep细菌DNA/RNA/蛋白质试剂盒（Qiagen，德国希尔登）从24小时培养的1.5毫升肉汤中提取基因组DNA，并使用Nanodrop One（美国马萨诸塞州赛默飞世尔科技公司）评估纯度。利用Nextera XT DNA文库制备试剂盒（美国Illumina公司）制备DNA文库。在孟加拉国吉大港兽医与动物科学大学家禽研究与培训中心的Illumina NextSeq2000平台上进行基因组测序，生成2×150 bp的成对末端读取。利用FastQC v0.12.1评估原始数据质量，包括读取质量、GC含量和接头污染。Trim Galore v0.6.5dev用于修剪低质量碱基和接头序列，随后利用bbnorm v39.08对读取覆盖度进行归一化，以减少冗余。采用Unicycler v0.4.8进行de novo基因组组装，然后利用Pilon v1.24进行抛光以提高准确性。利用QUAST v5.2.0评估基因组组装质量，而Samtools v1.13用于比对文件操作和索引。通过BV-BRC进行的de novo基因组组装，包括上述工具，覆盖度范围为65.4×至145.6×，原始读取量在1,452,975至1,662,521之间。利用美国国家生物技术信息中心原核生物基因组注释流程（PGAP）v6.9和PATRIC（内置RASTtk流程）对组装好的基因组进行注释，以确定物种，通过TCDB识别转运蛋白，利用DrugBank v6.0预测药物靶点，并对CRISPR阵列和噬菌体使用CRISPRCasFinder以及整合和接合元件使用ICEFinder进行额外分析。所有软件参数均设置为默认值，除非另有说明。详细的基因组特征见表1。

表1 孟加拉国吉大港发酵鸡肉中分离的四株LAB菌株的基因组特征

菌株名称	CVASU1	CVASU3	CVASU2	CVASU4
LAB种	Pediococcus pentosaceus	Pediococcus pentosaceus	Lactiplantibacillus plantarum	Lactiplantibacillus argentoratensis
基因组提交编号	SUB14898186	SUB14898186	SUB14898218	SUB14898234
生物项目编号	PRJNA1189463	PRJNA1189463	PRJNA1189463	PRJNA1189463
生物样本登录号	SAMN44971012	SAMN44971014	SAMN44971013	SAMN44971015
SRA登录号	SRR31442436	SRR31442434	SRR31442435	SRR31442433
基因组组装登录号	GCA_046736495.1	GCA_046736455.1	GCA_046736505.1	GCA_046736475.1
GenBank登录号	JBJPFK000000000.1	JBJPFJ000000000	JBJPFL000000000	JBJPFM000000000
FastQC Phred得分	36	35	37	35
原始读取量	1,452,975	1,925,165	1,600,310