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根结线虫(Meloidogynespp.)是一类高度专化杂食性植物病原物,分布广泛,一般在植物根部内寄生、取食与繁殖,对农林、园艺等产业危害极大。长期以来,防治根结线虫多采用化学方法,随着绿色环保意识的普及,生物防治逐渐替代化学防治,成为防治根结线虫病的重要方法,其中以穿刺巴斯德芽菌研究最多。穿刺巴斯德芽菌(Pasteuriapenetrans)是一类产芽胞的革兰氏阳性菌,专性寄生于根结线虫,是根结线虫最具潜力的生防因子;但是穿刺巴斯德芽菌生长条件苛刻,体外培养技术未能突破,目前难以得到实际应用。穿刺巴斯德芽菌基因组学研究,可能会为其性能、进化等研究带来新的突破点,有助于了解该菌生物学基础,为穿刺巴斯德芽菌体外培养与应用奠定基础。本研究通过探索穿刺巴斯德芽菌的芽胞收集、纯化、破壁与优化基因组DNA提取方法,建立一套有效的穿刺巴斯德芽菌基因组DNA提取方法,并进行全基因组测序和比较基因组学研究。结果表明,13000 r/min离心20 min可有效收集穿刺巴斯德芽菌芽胞,采用溶菌酶等试剂处理,芽胞的纯化效率可达100%;基于FastPrep-24核酸提取仪,选用0.1 mm石英砂,破碎速率6 m/s、时间60s可对芽胞有效破壁;在实验选取的五种DNA提取方法中,采用优化的BacteriaGen DNAKit最适于穿刺巴斯德芽菌基因组DNA提取。采用穿刺巴斯德芽菌提取基因组DNA(PPG)和全基因组扩增DNA(PPMDA),利用Illumina测序平台进行了全基因组测序。选用SOAPdenovo软件组装数据,获得基因组大小为2.34 Mb、G+C含量46.55%的穿刺巴斯德芽菌基因组框架图,预测编码基因3228个,45个tRNA和3个rRNA操纵子,存在散在重复序列134个,串联重复序列495个。通过COG、GO和KEGG等数据库注释发现,PPG基因组中存在大量与能量产生、转换、催化和代谢等过程相关的基因,可能与穿刺巴斯德芽菌在线虫体内生长繁殖,摄取线虫体内的营养物质进行能量转换等有关。芽胞形成过程为双组份调控,在KEGG代谢通路中标记到五种组氨酸蛋白激酶KinA、KinB、KinC、KinD、KinE,并发现存在编码芽胞形成的关键应答调控蛋白SpoOA的基因,调控芽胞形成和生物膜形成;同时PPG基因组中含有大部分与芽胞形成基因同源性较高的基因,推测这些基因均参与穿刺巴斯德芽菌芽胞形成。此外,PPG基因组中存在合成类胶原蛋白、几丁质酶和丝氨酸蛋白酶的基因,根据功能推测其可能与芽胞吸附、侵染线虫有关。通过7个看家基因和5个芽胞形成基因的多位点序列分析,穿刺巴斯德芽菌与芽胞杆菌属和梭菌属聚在·个分支,与芽胞杆菌属进化距离更近。以枯草芽胞杆菌和阴沟肠杆菌为参考基因组的比较基因组学分析中,共获得49个共有基因;与枯草芽胞杆菌基因组进行比较分析,两者共有基因为147个,包括参与芽胞形成的相关基因spoOA、spoOF、spoI1AB 等。