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医学设备微生物污染问题严峻，棉拭子易被成团泛菌（P. dispersa）污染。研究人员对其进行泛基因组分析，发现该菌基因组多样性高，有多种毒力因子（VFs）、抗生素抗性基因（ARGs）和次生代谢物基因簇。这为其在工业生产和临床治疗应用提供参考。
在现代医疗中，医疗器械发挥着至关重要的作用，就像守护健康的坚固堡垒。然而，这个堡垒却面临着微生物污染的严峻挑战。常见的临床工具，比如小小的棉拭子，在生产、储存或使用过程中，一旦消毒不彻底，就很容易被微生物 “攻占”，其中成团泛菌（
Pantoea dispersa，简称
P. dispersa）就是潜在的 “敌人” 之一。它不仅能在植物表面、土壤、水等环境中 “安营扎寨”，还会 “悄悄潜入” 医疗领域，藏身于棉拭子等器械上。若携带成团泛菌的棉拭子用于伤口处理、样本采集等操作，就可能将病菌传播给患者，引发伤口感染、肺炎、败血症等疾病，严重威胁患者的健康。
与此同时，成团泛菌也有其 “温柔” 的一面。它在农业领域展现出独特的价值，比如能产生吲哚 - 3 - 乙酸（IAA）等植物激素，促进植物生长；还能参与土壤中磷元素的溶解，改善土壤养分状况。在医学研究中，从成团泛菌属其他菌种提取的物质也展现出治疗疾病的潜力。但目前，针对成团泛菌的研究还存在诸多不足。现有的研究大多聚焦于特定菌种或单个菌株，对于整个种群的综合功能和系统进化历史了解甚少，成团泛菌作为人类病原体的精确致病机制更是谜团重重。为了揭开这些谜团，深入挖掘成团泛菌的潜在价值，江西医疗器械检测中心和江西农业大学生物科学与生物工程学院的研究人员展开了一项意义重大的研究。他们的研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上，为我们认识成团泛菌打开了一扇新的大门。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：从市场上微生物污染的棉拭子中分离出 3 株P. dispersa菌株，结合美国国家生物技术信息中心（NCBI）数据库中 57 株菌株的数据。对这些菌株进行全基因组测序，利用 Trimmomatic 软件处理原始测序数据，再用 SPAdes 软件进行基因组组装，通过多种工具进行基因预测和物种注释。运用多种分析工具，构建系统发育树、分析种群结构和多样性、开展泛基因组分析以及对基因进行功能注释。
研究结果如下：
- 基因组组装与多样性分析：新分离的 3 株P. dispersa菌株与数据库中 57 株菌株基因组大小等无显著差异。以 Lsch 菌株为参考基因组，发现 60 株菌株存在大量单核苷酸多态性（SNP）位点，平均每 1000bp 约有 690 个 SNP，显示出丰富的遗传多样性。通过种群结构分析，将 60 株菌株分为 4 个遗传簇（P1 - P4），不同遗传簇的核苷酸多样性（π）、固定指数（Fst）和 Tajima’s D 值不同，反映出各遗传簇的进化特点和相互间的分化程度 。
- 泛基因组构建：构建了P. dispersa的泛基因组（PdisPan），共鉴定出 6791 个直系同源基因簇（OGs）。其中核心基因簇占 45.10%，辅助基因簇占 54.9%。核心基因组和辅助基因组的蛋白质序列长度存在显著差异，且随着菌株数量增加，泛基因组和核心基因数量有增加趋势，表明目前研究的菌株数量还不足。
- 毒力因子（VFs）分析：在 PdisPan 中鉴定出 406 个 VFs，其分布不均匀。遗传簇 P3 的 VFs 含量最丰富，多数与营养 / 代谢、运动性和免疫调节相关。还鉴定出 4 个与 III 型分泌系统（T3SS）相关的 VFs 基因，部分新分离菌株存在独特的 VFs，可能影响细菌与宿主的相互作用。
- 抗生素抗性基因（ARGs）分析：发现 12 个 ARGs，多数在不同菌株中高度保守。P. dispersa的抗药机制主要包括抗生素外排和抗生素靶点改变，可抵抗多种抗生素。但不同菌株对某些抗生素的抗性存在差异，如 sul1 基因仅在少数菌株中存在。
- 次生代谢物基因簇（BGCs）分析：预测出 289 个 BGCs，其中 23 个与已知 BGCs 匹配。这些 BGCs 主要参与类胡萝卜素等物质的合成，可分为 18 个基因簇家族（GCFs）。许多核心基因和软核心基因与芳基多烯和 NRP - 金属载体相关，显示出P. dispersa在次生代谢物合成方面的潜力。
研究结论和讨论部分表明，此次研究首次构建了P. dispersa的泛基因组框架，全面分析了其遗传多样性、系统发育关系、泛基因组特征、VFs、ARGs 和次生代谢物分布。P. dispersa基因组相对稳定但存在丰富遗传变异，辅助基因比例高，暗示其快速的基因组进化有助于在自然环境中广泛分布。泛基因组为开放型，意味着对该菌的研究还需更多菌株。VFs 的鉴定虽不能完全反映其致病性，但为研究致病机制提供了方向。ARGs 的发现提示P. dispersa可能存在抗生素抗性，需进一步实验验证。丰富的次生代谢物基因簇则为其在工业、农业和医学领域的应用提供了广阔前景。这项研究为深入了解P. dispersa的生物学特性奠定了坚实基础，为后续治疗P. dispersa感染以及开发其在各领域的应用提供了宝贵的参考依据。
