从传统发酵玫瑰花酱中分离的潜在益生菌戊糖片球菌MP13高糖耐受性与益生菌特性的基因组学分析

《Journal of the Science of Food and Agriculture》：Genomic insights into high-sugar tolerance and probiotic properties of Pediococcus pentosaceusMP13, a potential probiotic isolated from traditional fermented rose jam

　　

摘要

背景

Pediococcus pentosaceus MP13（戊糖片球菌 MP13）此前从传统发酵玫瑰花酱中分离获得，该菌株生存于高糖发酵环境中。MP13表现出令人前景广阔的发酵及益生菌相关特性，但与其高糖耐受性可能相关的基因组特征尚不清楚。本研究评估了糖胁迫的影响、筛选了部分益生菌特性，并对MP13的基因组特征进行了表征。

结果

糖浓度升高抑制了MP13的生长，并增加了胞外电导率和核酸泄漏，二者在高浓度条件下均趋于平台期；而暴露于55%糖浓度的细胞仍保持了相对完整的球菌形态。MP13还表现出可观的细胞表面疏水性、约75%的自身聚集率，以及对所测试指示菌的抑制活性。其全基因组由一个1 939 576 bp的环状染色体组成，GC含量为38.46%。比较基因组学分析显示，MP13与相关P. pentosaceus菌株总体相似性较高，同时揭示了菌株间的基因组变异。MP13能够利用所测试49种碳水化合物中的22种，基因组注释鉴定出多种碳水化合物代谢相关途径、212个推定CAZyme基因以及33个底物特异性PTS基因，表明其具有广泛的碳水化合物代谢遗传潜力，尽管在蔗糖和d-棉子糖存在表型与基因型的不一致性。功能注释鉴定出预测参与渗透胁迫、酸胁迫和胆盐胁迫响应及黏附的基因，而基因组挖掘揭示了推定的细菌素相关基因位点。安全性评估显示MP13为非溶血表型，未检出已知毒素或生物胺合成基因，对于此前报道的对庆大霉素、红霉素和青霉素的抗性，未检测到相应的已知获得性抗微生物耐药基因决定簇。

结论

P. pentosaceus MP13的表型和基因组特征支持其进一步作为高糖食品发酵菌株及益生菌候选菌株进行评价。碳水化合物代谢及胁迫响应相关的基因组特征提示其可能对高糖耐受性有所贡献，但其功能角色仍需基于表达和功能的研究予以验证。? 2026 化学工业学会。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究的数据可在本文及补充材料中获取；如需进一步查询，请联系通讯作者。与MP13菌株相关的BioProject和BioSample记录已在美国国家生物技术信息中心（NCBI）注册，登录号分别为PRJNA1496276和SAMN61669942。基因组组装数据已在GenBank中存登，登录号为JCBCUN000000000，基因组数据将在NCBI发布后公开可获取。