马源戊糖片球菌的分离鉴定及其全基因序列分析

作     者：张建强 

作者单位：内蒙古农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵一萍;苏少锋

授予年度：2022年

学科分类：090502[农学-动物营养与饲料科学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：乳酸菌 戊糖片球菌 生物功能 益生作用 全基因组 

摘      要：益生菌(乳酸菌)在畜牧生产中被广泛应用于微生物饲料添加剂,在预防和治疗动物腹泻、调节宿主免疫功能等方面发挥着重要作用。本研究从蒙古马肠道内容物中分离、筛选、鉴定出一株戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus),命名为Q6,对该菌株的生物学功能、益生性能和安全性进行了系统评价,并对戊糖片球菌Q6进行了全基因组测序分析。以期为制备马源乳酸菌微生态制剂提供试验依据和奠定理论基础。主要研究内容和结果如下:(1)蒙古马肠道乳酸菌的分离鉴定。首先在含溴甲酚紫MRS固体培养基上通过稀释平板涂布和划线纯化等方法,分离出96株产酸菌株;其次通过石蕊牛奶显色试验,进一步筛选出10株大量产酸(粉色凝乳状)的菌株。再次通过产酸性能的测定,筛选得到一株产酸速度快、产酸稳定的菌株。根据形态学特征、生理生化特征以及16S r DNA鉴定,该菌株为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus),将其命名为Q6。(2)戊糖片球菌Q6生物学功能的研究。通过生长曲线、耐热、耐酸、耐胆盐、模拟人工胃肠液、BIOLOG鉴定系统对戊糖片球菌Q6的生理生化特性进行全面分析。结果表明,戊糖片球菌Q6生长稳定,在p H 4.0的培养基中正常生长,在p H 3.0的培养基中生长比较缓慢,具有抵抗胃酸的能力,在肠液中存活率达95%以上;戊糖片球菌Q6对胆盐具有一定的耐受力。利用Biolog GEN III Micro Station自动微生物鉴定系统对戊糖片球菌Q6生长利用不同碳源情况进行测试,发现能利用(阳性反应)的碳源有21个,不能利用(阴性反应)的碳源有50个;化学敏感性测试(降解化学底物)的阴性反应有21个,阳性反应有2个。(3)戊糖片球菌Q6益生作用的研究。通过溶血、抑菌能力、药敏试验对戊糖片球菌Q6的益生功能进行分析。结果表明,戊糖片球菌Q6对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)以及沙门氏菌(Salmonella)三种病原菌均表现出良好的抑菌效果。戊糖片球菌Q6在哥伦比亚血平皿上不产生溶血圈,表明其具有较高的安全性。戊糖片球菌Q6对头孢氨苄、新霉素等12种抗生素不敏感。(4)戊糖片球菌Q6全基因组分析。采用高通量测序技术获得全基因组数据,结果显示,该菌株基因组由1个成环基因组和1个质粒组成,大小分别为1785518 bp和10618 bp,GC含量分别为37.23%和34.95%,与NCBI上发表的戊糖片球菌全基因组大小和GC含量相似。预测发现其含有3个基因岛,1个前噬菌体和4个潜在的CRISPR基因编辑序列。通过COG、GO、KEGG数据库进行功能注释,发现大部分基因与碳代谢、蛋白质和氨基酸代谢、核苷酸代谢以及膜转运过程有关。综上所述,戊糖片球菌Q6是一株益生性能良好及安全的乳酸菌,该菌株作为益生菌在畜牧生产中具有潜在的应用价值。