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益生菌L. casei Zhang是由采自中国内蒙古地区的自然发酵酸马奶样品中分离出的众多乳酸菌中筛选而来。它对酸和胆盐都具有较高的抗性,并且具有抗菌、抗氧化和免疫调节等益生特性。为了深入系统地了解L. casei Zhang益生特性的遗传基础,本研究采用全基因组鸟枪法测定了该菌株的全基因组序列并进行了比较基因组分析。测序结果表明,L. casei Zhang染色体基因组的长度为2,861,849 bp。我们通过分析得到2804个编码区,其中2,572个编码区可以被赋予潜在的生物学功能。进一步分析显示,Zhang染色体编码31个完整的磷酸转移酶基因复合体,远远多于其它乳酸菌同类编码基因的数量,这从侧面反应了Zhang菌株细胞具有较强糖代谢能力。与此同时,染色体中编码一个控制肌醇代谢的操纵子,我们假定它可以帮助细胞在植物源生境中生长。此外,在L. casei Zhang染色体上两个不同区域编码与细胞表面胞外多糖合成相关基因,预示L. casei Zhang具有潜在的产胞外多糖的能力。L. casei Zhang中的质粒plca36基因组长度为36,487 bp。Plca36含有44个编码区,其中的23个可以赋予潜在的生物学功能。Plca36编码有一个典型的relBE系统,这是首次发现在乳杆菌属菌株中具有这一类型毒素-抗毒素系统,它的存在可能有利于乳杆菌属菌株在营养不良环境中生存。我们还在plca36中鉴定得到一个与质粒接合转移直接相关的基因簇,这个基因簇与菌株L. plantarum WCSF1细胞质粒pWCFS103以及菌株Lactococcus lactis细胞质粒pMRC01编码的接合转移相关基因区域相似程度较高,并且有着良好的线性关系。通过比较不同乳杆菌的质粒基因组,我们发现质粒在菌株细胞适应环境的过程中所起到的重要作用主要源自于它们自身编码的碳水化合物和氨基酸转运蛋白。L. casei Zhang全基因组序列的破译为了解其益生特性提供了新的视角,同时也说明它是一株适合于工业化生产的益生菌株。本研究可以促进和推进关于乳酸菌种属的研究,并有利于开发新的益生菌株。更进一步地讲,清晰的遗传背景将有助于今后菌种的改良和遗传育种。