研究背景
乳酸乳球菌乳酸亚种（Lactococcuslactissubsp.lactis）是兼性厌氧、不产气、不产芽孢且无荚膜的革兰氏阳性菌，是公认安全的食品级微生物，其可将大分子营养物质降解成易被人体消化吸收的小分子营养物质。此外乳酸乳球菌乳酸亚种具有多种益生功能，作为发酵剂广泛应用于发酵乳制品、发酵果蔬制品与发酵肉制品等。乳酸乳球菌乳酸亚种较高的经济价值使其成为研究热点。随着分子生物学的发展，测序手段与生物信息学分析的成熟，研究者从基因层面了解乳酸乳球菌乳酸亚种愈发便利。越来越多乳酸乳球菌乳酸亚种的全基因组序列完成图被鉴定，为生产提供了遗传学理论指导。
研究目的
BL19与IMAU均分离自乳源的乳酸乳球菌乳酸亚种，表型差异明显。其中BL19具有发酵剂的特点，包括：发酵速度快，蛋白水解彻底，能产生具有特殊香气的挥发性物质等。文章旨在从基因组与甲基化组角度比较BL19与IMAU，探究2株菌发酵特性差异的原因，表明乳酸乳球菌乳酸亚种功能基因组特征和m6A基序类型、分布与功能等甲基化组特征，推测发酵特性差异的原因，为发酵工业的菌株选育提供理论依据。
研究方法
通过单分子实时（SMRT）测序技术对BL19与IMAU进行全基因组测序与m6A甲基化鉴定，并结合NCBI全基因组数据，比较分析不同菌株的功能基因差异和BL19与IMAU的m6A甲基化差异。
研究结果
基因组分析发现2株菌的基因组相似性高，ANI值高达98.24%。甲基化组分析结果显示IMAU与BL19的m6A甲基化差异巨大。BL19的基序以m6A修饰的ACAAYC为主，其甲基化比率高达99.02%，主要分布于可移动元件蛋白、复制蛋白和噬菌体蛋白等功能基因上。IMAU的基序以m6A修饰的ATGNNNNNGTTA与GAAHNNNNNNTCC为主，其甲基化比率均高于97.02%，主要分布于流动元素蛋白、位点特异性重组酶/DNA转化酶相关蛋白、精氨酸/鸟氨酸反转运子ArcD与PTS系统甘露醇特异性IIC组分等功能基因上。2株菌的肽转运载体、PTS系统与2,3-丁二醇脱氢酶相关基因的甲基化差异巨大，这可能是导致BL19与IMAU在发酵速度、蛋白水解与产生特殊香气物质等方面存在差异的原因。
研究结论
本研究展现了乳酸乳球菌乳脂亚种的基因组、m6A甲基化特征及其功能，从遗传学和表观遗传学2个角度探究了菌株表型产生差异可能的原因，为理解遗传表观修饰对乳酸乳球菌乳脂亚种的影响及优良发酵剂的筛选提供坚实的理论基础和数据支持。
中国食品科学技术学会
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