贝莱斯芽孢杆菌LF01基因组序列分析及其代谢产物的生防作用

• 作者: 张德锋 高艳侠 可小丽 王亚军 任燕 石存斌
• 来源期刊: 水产学报
• 学科: 农学
• 关键词: 贝莱斯芽孢杆菌 基因组测序 拮抗物质 生防作用
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 196-206
• 页数: 11页
• 分类号: S942.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11964/jfc.20201012442

摘要

为充分挖掘贝莱斯芽孢杆菌LF01菌株拮抗物质合成相关基因簇,实验对其进行了全基因组测序与分析,同时评价了LF01菌株拮抗物质的生物安全性及其生防作用效果.基于三代Nanopore测序平台对LF01菌株进行全基因组测序分析,并利用在线平均核苷酸同源性(ANI)和DNA-DNA杂交(DDH)分析,以及基因组遗传进化确定该菌株的分类学地位;通过antiSMASH在线分析LF01基因组中的拮抗物质合成基因簇.同时,基于CAZyme数据库分析LF01菌株对糖类物质的水解能力.LF01菌株拮抗物质通过腹腔注射的方式,检测其对尼罗罗非鱼和斑马鱼的致病性;拮抗物质饲喂尼罗罗非鱼后评价其生防作用效果.结果显示,LF01菌株基因组全长为3 974 023 bp,GC含量为46.56％,包含3 843个编码基因.LF01菌株与贝莱斯芽孢杆菌的ANI和DDH分别≥97.66％和≥80.10％,同时基于SNP进化分析显示,该菌与贝莱斯芽孢杆菌聚为一支,表明LF01菌株在基因组分子水平上被鉴定为贝莱斯芽孢杆菌.LF01菌株包含了 bacillaene、bacillibactin、杆菌霉素D(bacillomycin D)、溶杆菌素(bacilysin)、difficidin、泛革素(fengycin)、macrolactin H、plantazolicin和表面活性素(surfactin)等9个拮抗物质基因簇,约占基因组全长的8.83％.LF01菌株基因组中含有许多与纤维素、半纤维素、淀粉、几丁质、果胶、肽聚糖和葡聚糖降解有关的CAZy酶基因家族.LF01的拮抗物质对尼罗罗非鱼和斑马鱼具有较高的安全性,而且饲喂尼罗罗非鱼后能够显著提高其对无乳链球菌的抗病力.综上可知,LF01菌株含有大量拮抗物质合成基因簇,其拮抗物质具有较高的生物安全性,并且饲喂后能够显著提高尼罗罗非鱼的抗病力,表明LF01菌株拮抗物质在水产动物细菌性疾病的防控方面具有良好的开发应用前景.