摩洛哥农家乳制品源婴儿链球菌全基因组解析：揭示其乳品适应机制与生物技术潜力

本研究针对摩洛哥乳制品中婴儿链球菌(Streptococcus infantarius)基因组特征不明的问题，通过全基因组测序(WGS)和生物信息学分析，系统解析了6株菌株的遗传多样性、代谢特征及安全性。研究发现菌株具有稳定的核心基因组(ANI>98.2%，dDDH>85.9%)，富含碳水化合物活性酶(45-48个/株)和生物合成基因簇(BGCs)，未检出耐药基因但存在13-16个毒力基因，为开发功能性发酵菌剂提供了分子基础。

　　

在传统发酵食品领域，乳酸菌作为天然发酵剂和潜在益生菌备受关注。然而，源自特定地域的特色菌种——如摩洛哥农家乳制品中的婴儿链球菌(Streptococcus infantarius)，其基因组特征与功能潜力长期缺乏系统研究。这类菌株在长期自然发酵过程中可能进化出独特的乳品适应机制，但对其基因组稳定性、代谢网络及安全性的认知空白，严重制约了其在食品工业中的应用开发。

为填补这一研究空白，研究人员对6株分离自摩洛哥农家乳制品的S. infantarius菌株（B50–6、B50–7、B51–6、O53–2、T41–8、K85–8）展开全基因组测序(WGS)，采用生物信息学方法进行多维度分析。通过Illumina平台完成基因组测序后，使用Prokka进行基因注释，OrthoMCL评估核心基因组，dbCAN2鉴定碳水化合物活性酶(CAZymes)，VFDB筛查毒力基因，antiSMASH预测生物合成基因簇(BGCs)，并运用CRISPRCasFinder检测防御系统。

基因组特征与分类地位
比较基因组分析确认所有菌株均为S. infantarius，平均核苷酸相似性(ANI)>98.2%，数字化DNA-DNA杂交(dDDH)>85.9%。基因组大小1.81-1.91 Mb，GC含量稳定在37.4%左右，编码1342-1359个功能蛋白和502-542个假设蛋白，核心基因组占比达85.3%，显示高度保守的遗传背景。

代谢适应机制
COG功能注释揭示菌株富含氨基酸转运(8.2%)和碳水化合物代谢(11.7%)相关基因。特别值得注意的是，所有菌株携带45-48个CAZymes基因，包括糖苷水解酶(GH13、GH25)和胞外多糖合成酶，这解释了其对乳糖的高效利用能力。

安全性与移动元件
毒力基因筛查发现13-16个/株的毒力相关基因，但未检出抗生素耐药基因。88个移动遗传元件(MGEs)被识别，其中菌株O53–2含最多(18个)。CRISPR-Cas系统在多数菌株中存在，但T41–8和K85–8缺失前噬菌体，暗示基因组稳定性差异。

生物技术潜力
antiSMASH分析发现三类生物合成基因簇：核糖体合成肽(RiPP-like)、III型聚酮合酶(T3PKS)和萜烯前体途径，其中T41–8特有的terpene基因簇可能产生新型风味物质。

该研究首次系统描绘了摩洛哥源S. infantarius的基因组图谱，证实其具备乳品发酵所需的完整代谢网络（如乳糖酶系统、胞外多糖合成途径）和较低的耐药风险。尽管存在毒力基因需后续验证，但丰富的BGCs为开发功能性发酵剂提供了候选靶点。特别值得注意的是，菌株间CAZymes和BGCs的差异（如T41–8独有的terpene途径）为定制化菌株选育提供了分子依据。这些发现不仅深化了对传统发酵菌种进化机制的理解，更为开发具有地域特色的发酵食品奠定了理论基础。论文发表于《International Journal of Food Microbiology》，为乳酸菌资源开发利用提供了重要数据支撑。