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1 BtH-血清型分型与鞭毛合成基因簇关系的研究苏云金芽胞杆菌简称Bt,其产生的Cry蛋白对特定的一种或多种生物体具有毒杀活性,是应用广泛潜力无限的生防菌。Bt的鉴定和分类方法是根据其杀虫蛋白Cry蛋白鉴定和分类,但是编码Cry蛋白的基因位于质粒上,容易转移和丢失,并且这种方法难以鉴别cry基因表达沉默的Bt。20世纪60年代,鞭毛血清型开始用于Bt的分类和鉴定,鞭毛血清型与鞭毛蛋白的多样性相关,从基因序列的多样性研究Bt鞭毛血清型可以填补Cry蛋白分类的盲区。本研究基于本实验室包含84个标准血清型的130株Bt菌株的全基因组序列,检索得到普遍存在于包括鞭毛菌株在内的130株Bt菌株中的鞭毛合成基因簇。1)鞭毛合成基因簇的ORF结构和hag基因的拷贝数与H-血清型没有相关关系在Bt中鞭毛合成基因簇ORF分布的差异性与鞭毛血清型的关系没有受到关注。鞭毛合成基因簇ORF分布的差异性分析发现了 13种ORF分布类型,其中b型占60%以上。hag基因拷贝数有1-6不等,其中拷贝数为2的菌株超过60%。分析ORF分布类型和hag基因拷贝数与血清型,结果表明鞭毛合成基因簇的ORF的分部结构和hag基因的拷贝数与H-血清型并没有明显的对应关系。2)鞭毛胞外结构的编码基因使不同血清型的菌株区在不同程度上得以分开鞭毛合成基因簇中有差异的ORF有flgK,flgL,fliD和hag,不同拷贝的hag基因根据相似性分为hag1和hag2。这些有差异的基因以及flgG,flgD结构基因序列的多样性,可以在不同程度上区分不同血清型的菌株。这些基因把130个菌株84中血清型分成36-57个clades,其中和fliD基因对不同血清型菌株的区分效果最好。因此,flgK,flgD,flgL,fliD,flgG,flgE,hag1,hag2能使不同血清型的菌株得到不同程度的区分。3)hg2和fliD基因序列的多样性最能反应鞭毛血清型的多样性fliD编码的蛋白的一级结构两端保守中间多变的,hag2编码的蛋白序列也被报道过具有同样的特点。基于hag2和fliD构建的ML系统发育中,都能区分开大部分的不同H-血清型的Bt菌株,而能相互补充区分更多不同H-血清型的菌株。4)表达水平的差异也是影响鞭毛血清型的一个因素从表达水平上分析发现鞭毛胞外结构组成蛋白的基因结构在相同血清型不同血清亚型的菌株中以及不同血清型的菌株中都存在表达差异,无鞭毛的菌株无结构蛋白的表达,所以表达水平的差异也是影响鞭毛血清型的一个因素。2肠道菌群Bacteroides和Prevotellaa核心基因组功能研究人类肠道的微生物类群,携带的基因组大约是人类基因组的150倍,是人类的“第二基因组”。已有报道根据肠道菌群优势菌把肠道分为以Bacteroides,Prevotella和Ruminococcus属为基础的I型,II型和III型肠道型,其中I型肠道型的个体倾向于素而II型肠道型的个体倾向于肉食。本研究第二章从核心基因组功能方面探究了I型,II型肠道型与个体不同饮食倾向的关系,阐述了这两种肠道型产生的原因。1)Bacteroids属的菌株普遍具有寄生在胃肠道中的潜力,Prevotellaa属的菌株具有寄生位点的特异性对39株Bacteroides属的菌株,46株Prevotella属的菌株的全基因组进分析。Bacteroides属菌株基因组的大小远大于Prevotella属菌株。Bacteroides属的菌株的基因组是闭合的,而已报道Prevotella属菌株的基因组是开放的。基于两个属的single core genes构建ML系统发育树,Bacteroides属的菌株在肠道中普遍生存的潜力,而Prevotella属的菌株则具有寄生位点的特异性。2)Baacteroides属的core基因组倾向于代谢植物类物质而Prevotella属倾向于代谢动物类物质对两个属的core基因进行COG注释,CAZymes注释,MEROPS注释。CAZymes注释发现在Bacteroides属的core基因组中代谢纤维素、半纤维素的GH2和GH3,代谢木聚糖的CE6,粘合乳糖、半乳糖的CBM57显著高于Prevotella属;在Prevotella属中代谢肽聚糖和转运氨基酸的GH25和GH13,代谢芳香酯和锱醇酯等的CE10,粘合粒状淀粉的CBM20和粘合糖原的CBM48远远大于Bacteroides属;MEROPS注释结果,丝氨酸蛋白酶在Bacteroidescore基因远远多于Prevotella;金属蛋白酶中的M14B在Bacteroides core基因的比例远远大于Prevotella,而M41则正好相反。综上所,饮食倾向于素食的个体,肠道中纤维素等多糖较多,更适合Bacteroides属的菌株生存,所以就形成了I型肠道型;饮食倾向于肉的个体,肠道中有较多的动物蛋白,更适合Prevotella属的菌株,所以就形成了 II型肠道型。