芽孢杆菌蛋白酶基因的比较基因组学分析

摘要

【目的】研究芽孢杆菌产蛋白酶能力与携带的蛋白酶基因的关系,探寻影响芽孢杆菌产蛋白酶能力的重要基因。【方法】通过筛选培养基筛选能够产生蛋白酶的菌株,采用福林酚法检测菌株产生的蛋白酶的活性,对15株芽孢杆菌分离株进行全基因组测序,获得菌株染色体上携带的蛋白酶基因情况并将其分类;采用实时荧光定量PCR方法检测蛋白酶基因mRNA的转录水平;通过比较基因组学和细菌全基因组关联分析(BGWAS),探讨影响细菌产蛋白酶能力高低的原因。【结果】根据菌株染色体上携带的蛋白酶基因情况,可分为7种基因型(G1~G7)。比较基因组学和BGWAS分析发现,细菌染色体上携带的蛋白酶基因种类的多寡与其产蛋白酶能力的高低有直接关系,且缺少aprX和aprE基因菌株的产蛋白酶能力明显下降。进一步研究基因mRNA水平发现,芽孢杆菌产蛋白酶能力的差异与aprX的表达水平有关。【结论】菌株染色体上携带的蛋白酶基因情况与菌株产蛋白酶能力之间存在关联。aprX是影响芽孢杆菌属细菌产胞外蛋白酶能力的重要基因。