全基因组测序揭示土壤和食品中蜡样芽孢杆菌毒力基因库、基因组多样性与食物基质无明确关联

推荐内容 为了解决蜡样芽孢杆菌（B. cereus s.l.）在不同食物基质中的毒力和遗传多样性问题，研究人员对来自12种食物类型和土壤的169株菌株进行了全基因组测序。研究发现，尽管检测到多种毒力基因，但这些基因与特定食物基质或遗传谱系之间没有明确的关联。这一发现对于评估蜡样芽孢杆菌在食品中的风险具有重要意义。

　　

论文解读

蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus sensu lato, B. cereus s.l.）是一种广泛存在于环境中的细菌，尤其在土壤中常见。这种细菌能够形成孢子，使其在各种环境中具有高度的耐受性和持久性。B. cereus s.l. 是一种条件致病菌，能够在食物中产生毒素，导致食物中毒。食物中毒的症状通常分为两类：呕吐型和腹泻型。呕吐型是由一种称为呕吐毒素（cereulide）的小环状寡肽引起的，而腹泻型则是由多种肠毒素（如Nhe、Hbl和CytK_2）引起的。

近年来，B. cereus s.l. 引起的食物中毒事件有所增加，这促使研究人员对其毒力基因和遗传多样性进行更深入的研究。了解这些细菌在不同食物基质中的分布和毒力特征，对于食品安全风险评估至关重要。

为了探讨B. cereus s.l. 的毒力基因库、基因组多样性与食物基质之间的关系，比利时根特大学、Sciensano科学研究所和天主教鲁汶大学的研究人员对169株从不同食物基质和土壤中分离的B. cereus s.l. 菌株进行了全基因组测序（WGS）。这些菌株涵盖了12种不同的食物类型，时间跨度达26年。

研究中，研究人员使用了多种技术和方法来分析这些菌株。首先，他们进行了核心基因组多位点序列分型（cgMLST）和单核苷酸多态性（SNP）分析，以评估菌株之间的遗传相似性和进化关系。其次，他们检测了多种潜在的毒力基因，包括呕吐毒素合成基因（cesABCDPTH）、肠毒素基因（nheABC、hblCDA和cytK_2）以及溶血素和磷脂酶基因。此外，研究人员还分析了这些菌株的泛酸合成酶基因（panC）类型，以进一步分类和理解其遗传多样性。

研究结果显示，超过20%的菌株含有主要的肠毒素基因（nheABC、hblCDA和cytK_2），并且多个菌株中检测到了呕吐毒素合成基因和溶血素、磷脂酶基因。尽管检测到了多种毒力基因，但研究发现这些基因与特定的食物基质或遗传谱系之间没有明确的关联。具体来说，核心基因组多位点序列分型（cgMLST）和基于单核苷酸多态性（SNP）的聚类分析未能揭示特定B. cereus s.l. 谱系或毒力基因与某些食物基质之间的明确关联。此外，土壤和食品源性分离株之间的遗传重叠也很少。

研究的另一个重要发现是，尽管存在遗传多样性，但一些菌株在不同的食物基质中表现出高度的遗传相似性。例如，一些紧密相关的菌株簇显示出共同的流行病学元数据，但也有菌株在不同的食物基质或相隔数年收集的菌株中表现出遗传同一性。

通过这项研究，研究人员提供了有关B. cereus s.l. 在食品中风险的重要信息。研究表明，尽管B. cereus s.l. 具有广泛的毒力基因库和遗传多样性，但这些基因与特定的食物基质之间没有明确的关联。这一发现对于食品安全风险评估具有重要意义，因为它表明不能简单地根据食物基质来预测B. cereus s.l. 的毒力潜力。

此外，研究还揭示了B. cereus s.l. 在不同环境中的生存和持久性能力。一些菌株在不同的食物基质中表现出高度的遗传相似性，这表明它们可能在这些环境中存活和传播。

总之，这项研究通过全基因组测序和多种分析方法，揭示了B. cereus s.l. 的遗传多样性和毒力基因分布情况。尽管发现了多种毒力基因，但这些基因与特定的食物基质之间没有明确的关联。这一发现为食品安全风险评估提供了新的视角，并强调了在评估B. cereus s.l. 风险时需要考虑的其他因素。