人参源肠膜明串珠菌B22051全基因组解析及其益生潜力评估

《BMC Genomic Data》：Complete genome of Leuconostoc mesenteroides B22051 from Panax ginseng Meyer C. A. in South Korea

本研究针对乳酸菌益生功能基因组验证需求，对人参来源的肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）B22051进行全基因组测序。通过PacBio三代测序与Illumina双端测序技术完成染色体（1.94 Mb）和两个质粒（37.4/14.1 kb）的组装，注释出1,987个CDS并完成COG/GO功能分类。研究发现该菌携带肠球菌素（Enterocin）基因和28个还原酶基因，其万古霉素耐药性经CARD数据库验证为内在型而非获得性。系统发育分析显示与DRC1506株相似度达99.70%，基因组特征支持其作为潜在益生菌应用于人类健康与畜牧养殖领域。

　　

在微生物组学研究迅猛发展的当下，从传统发酵食品和药用植物中挖掘具有益生潜力的乳酸菌资源已成为生命科学领域的热点。肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）作为韩国泡菜发酵的核心菌种，其公认安全性（GRAS）和抗菌特性备受关注。然而，野生菌株的功能基因背景不清、抗菌机制不明等问题，限制了其精准产业化应用。为此，Jin等研究者将目光投向药用植物人参（Panax ginseng C.A. Meyer）的微生物组，成功分离出一株具有抗胰腺癌活性的肠膜明串珠菌B22051，并通过全基因组解码揭示了其潜在的益生机制。

研究采用PacBio Sequel系统与Illumina HiSeq平台进行混合测序，结合Prokka基因预测工具和BUSCO基因组完整性评估，构建了包含1,987个编码序列（CDS）的完整基因组图谱。通过CARD数据库对抗生素耐药基因（AMR）进行筛查，利用BAGEL4工具挖掘细菌素合成基因簇，并基于FastANI和Roary进行核心基因组系统发育分析。

基因组基本特征

测序结果显示菌株B22051基因组全长为1,994,797 bp，鸟嘌呤+胞嘧啶（G+C）含量为37.7%，包含一条染色体和两个质粒。注释发现71个tRNA、24个rRNA及1,987个CDS，其中98.09%的基因可归类至COG功能系统，64.92%具有GO术语注释。

益生功能基因挖掘

通过GO术语筛选发现28个还原酶基因和1个氧化酶基因，提示菌株具有抗氧化应激潜力。BAGEL4分析检测到染色体编码的Enterocin（肠球菌素）属于细菌素IIC类，该物质对食源性致病菌具有抑制作用。CARD数据库检测到vanT（32.61%同源性）和vanY（34.36%同源性）基因片段，但低同源性与完整van操纵子缺失表明其万古霉素耐药性为乳酸菌固有特性。

比较基因组学分析

基于平均核苷酸一致性（ANI）的系统发育树显示，B22051与泡菜来源菌株DRC1506亲缘最近（99.70% ANI），而与假肠膜明串珠菌（L. pseudomesenteroides）ATCC 12283的ANI值仅约80%。核心基因组构建的邻接树进一步确认B22051形成独立分支（自举值92%），表明其具有独特的基因组特征。

该研究首次报道了人参源肠膜明串珠菌B22051的完整基因组，通过多组学分析证实其携带细菌素合成、氧化应激应答等益生相关基因簇。尽管耐药性基因为内在型且不具传播风险，但细菌素和抗氧化基因的发现为开发抗胰腺癌益生菌制剂提供了理论依据。未来需通过体外实验验证细菌素活性，并开展动物模型研究以确认其益生功效，推动该菌株在功能食品和医疗领域的应用。