通过种群基因组学和全基因组关联研究分析揭示德氏乳杆菌保加利亚亚种的工业潜力
导 读
2021年3月2日，内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室：宋宇琴（1作），赵洁（共1），刘文俊（共1），孙志宏，张和平*（通讯）等人在Journal of Dairy Science（IF：3.333）发表了题为“Exploring the industrial potential of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus by population genomics and genome-wide association study analysis”的研究文章。这项研究中，张和平教授研究团队采用群体基因组学和全基因组关联分析(GWAS) 探讨了德氏乳杆菌保加利亚亚种的工业应用潜力。
德氏乳杆菌保加利亚亚种是酸奶生产中最常用的发酵剂之一。但是，尚不清楚其遗传背景如何影响产酸能力。这项研究中，张和平教授研究团队采用群体基因组学和全基因组关联分析(GWAS) 探讨了德氏乳杆菌保加利亚亚种的工业应用潜力。为了实现该研究目标，张和平教授研究团队对188个从自然发酵乳制品中分离出的新测序的德氏乳杆菌保加利亚亚种以及从NCBI数据库中检索到的19个基因组序列进行了种群遗传学和功能基因组学分析。该研究团队确定了四个不同的群集，并将它们与收集样本的地理位置相关联。之后，又采用蔗糖强化的脱脂牛奶对酸化发酵结果进行的GWAS分析表明，l-乳酸脱氢酶（lldD; Ldb2036）与细菌酸产生速率之间存在显著关联。该团队的研究拓宽了对德氏乳杆菌保加利亚亚种种群结构和遗传多样性的了解，也找到了乳制品业中乳酸菌的进一步研究，开发和应用的潜在目标。
图1. 207株德氏保加利亚乳杆菌属细菌的地理分布和系统发育。
图2. 德氏乳杆菌保加利亚亚种的不同基因簇之间的功能基因差异。
图4. SNP和25个菌株凝结时间之间的GWAS结果（A–G）。验证发酵实验结果的统计图（H–J）。
原文链接：https://doi.org/10.3168/jds.2020-19467
