作为菌株特异性标记的移动遗传元件：以Shewanella sp. Pdp11为案例研究

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Mobile genetic elements as strain-specific markers: a case study in Shewanella sp. Pdp11

　　

摘要

在微生物学中，菌株鉴定是一项重要挑战，尤其是在监测益生菌等目标微生物时。基于16S rRNA基因测序的传统方法往往无法准确区分亲缘关系相近的菌株。本研究探讨了转座子和噬菌体等移动遗传元素作为精确鉴定菌株的分子标记的潜力。水产养殖中使用的益生菌菌株——Shewanella sp. Pdp11被选为模型生物。通过计算机模拟的基因组分析，发现了一种独特的转座子，它破坏了一个吩嗪生物合成基因，而其他亲缘相近的Shewanella菌株中并不存在这种转座子，这为设计出高特异性的PCR检测方法提供了可能。该检测方法的检测限为3×10³细胞/毫升，且在鱼类肠道微生物群的DNA中未观察到扩增现象，表明其在复杂的细菌群落中仍具有高度特异性。此外，在Pdp11的基因组中还发现了一个完整的噬菌体，其中包含可能与耐受压力功能相关的细菌基因；但由于其结构较为复杂，本研究并未将其作为诊断标记使用。所提出的策略需要在开发PCR标记之前先获得基因组序列信息，以识别具有菌株特异性的移动遗传元素。总体而言，这些研究结果证明了利用转座子作为基因组资源来开发高分辨率菌株鉴定工具的可行性，同时也为未来研究其在细菌溯源系统中的稳定性和应用前景奠定了基础。

要点

• 开发出了基于PCR的方法，可特异性鉴定细菌菌株。

• 转座子被证实是用于细菌鉴定的有效移动遗传元素。

• 噬菌体也可能成为细菌指纹识别的另一种工具，但还需要进一步的基因水平研究。