芽孢杆菌蛋白酶基因的比较基因组学分析

【目的】研究芽孢杆菌产蛋白酶能力与携带的蛋白酶基因的关系，探寻影响芽孢杆菌产蛋白酶能 力的重要基因。【方法】通过 筛选培养基筛选能够产生蛋白酶的菌株，采用福林酚法 检测菌株产生的蛋白酶的活 性，对 15 株芽孢杆菌分离株进行全基因组测序，获得菌株染色体上携带的蛋白酶基因情况并将其分类；采用实 时荧光定量 PCR 方法检测蛋白酶基因 mRNA 的转录水平；通过比较基因组学和细菌全基因组关联分析（BGWAS）， 探讨影响细菌产蛋白酶能力高低的原因。【结果】根据菌株染色体上携带的蛋白酶基因情况，可分为 7 种基因 型（G1~G7）。比较基因组学和 BGWAS 分析发现，细菌染色体上携带的蛋白酶基因种类的多寡与其产蛋白酶能 力的高低有直接关系，且缺少 aprX 和 aprE 基因菌株的产蛋白酶能力明显下降。进一步研究基因 mRNA 水平发现， 芽孢杆菌产蛋白酶能力的差异与 aprX 的表达水平有关。【结论】 菌株染色体上携带的蛋白酶基因情况与菌株产 蛋白酶能力之间存在关联。aprX 是影响芽孢杆菌属细菌产胞外蛋白酶能力的重要基因。