文章簡介
國家海洋局第三海洋研究所邵宗澤研究員采用高通量測序平臺從基因組角度揭示了蠟樣芽孢桿菌的分類地位，研究成果已發表在《Scientific Reports》，IF: 5.578。
研究背景
蠟樣芽孢桿菌是一種革蘭氏陽性菌、短桿狀，廣泛分布于自然環境中。芽孢桿菌目前共發現有11種， 其中蠟樣芽孢桿菌對人類健康、農業以及食品工業有重要影響。蠟樣芽孢桿菌是一種條件致病菌，會引起惡心嘔吐或腹痛腹瀉兩種類型的食物中毒。另外，作為益生 菌，蠟樣芽孢桿菌產生的酶和代謝產物可以降解不同類型的污染物以及促進動物和植物生長。目前，基因型方法被用來區分蠟樣芽孢桿菌的不同類型。這些方法包括 單基因分析、AFLP以及基于5個管家基因的tMLSA方法，但是這些方法給出有一致的、有說服力的結論。因此，關于蠟樣芽孢桿菌的分類和進化問題仍然處 于激烈爭論中。
本文利用224株芽孢桿菌基因組序列，通過GBDP/dDDH、16SrRNA以及特殊基因MLSA等方法進行分析。解決幾個問題：1）比較這些方法的分 析結果；2）重新構建蠟樣芽孢桿菌的系統進化樹；3）探索芽孢桿菌的遺傳多樣性；4）獲得更滿意的分類結果。
研究思路
取材：NCBI數據庫中222株芽孢桿菌基因組序列，測序2株基因組序列
測序：Solexa PE測序
生信分析：數據統計；進化樹構建；16S rRNA序列分析；MSLA進化樹結果分析
1.基因組測序和數據收集
來自NCBI數據庫中的222株蠟樣芽孢桿菌完成圖或草圖基因組序列以及2株本實驗室測序的菌株共224株參與分析。本實驗室測序的2株菌 SOAPdenovo2組裝獲得256和101條conigs（＞300bp）。蠟樣芽孢桿菌GC含量34.5%-36.7%，基因組包括質粒大小 4.09M-7.09M，平均大小為5.77M。
2.系統進化樹分析
結果顯示224株菌分為30個群體，圖中顯示的BCG01到BCG30。
Bacillus subtilis作為外緣菌利用最新的GBDP版本對224株B. cereus菌進行全基因組進化樹分析
3.16S rRNA基因序列分析
結果表明16S rRNA基因是無法有效區分序列十分相似的蠟狀芽孢桿菌，這與以前的結果一致。
種間、種內和株內三個層次的兩兩16S rRNA基因相似性的分布
4.MLSA進化樹結果分析
基于224株基因組序列分析，結果將芽孢桿菌劃分為30個群（clusters），代表了GBDP分析結果中的29-30個種。而且，這些群體劃分結果在nMLSA得分析中進一步驗證。nMLSA相似性顯示與dDDH值有很強的相關性。
dDDH值與nMLSA相似性二者相關性分析
研究結論
基于224株全基因組序列研究系統進化關系結果表明，芽孢桿菌可以分為30個群體，每個群體代表一個獨立的種，包括19-20個推測的新種和之前鑒定的 11個種。通過管家基因pycA和ccpA可以快速鑒定該物種。相比之下，在B. anthracis菌株中攜帶毒力基因的pXO質粒和B. thuringiensis菌株中攜帶cry毒力基因質粒在其他菌株中不一定會表現出同樣的毒力來。dDDH分析顯示，之前鑒定的B. cereus or B. thuringiensis被鑒定為B. anthracis，這些菌的生物安全性需要重新評價。
文獻原文
Liu Y, Lai Q, G?ker M, Shao Z, et al. Genomic insights into the taxonomic status of the Bacillus cereus group[J]. Scientific Reports, 2015, 9.
