（接上篇）继续给大家分享的内容是生防菌的适应性机制，关于细菌不同方向的研究思路大家可查看我们的公开课了解更多。

课程回放|微生物基因组专题公开课（全8节）mp.weixin.qq.com

文章题目：Genomic analysis and temperature-dependent transcriptome profiles of the rhizosphere originating strain Pseudomonas aeruginosa M189（点击获取文献）

前情提要：

1、core genome中包含的基因主要是与细菌基因组复制、表达等基本生长相关的基因，通过比较基因组分析，关注 core gene，可以挖掘与所有菌株共有表型相关的基因。

2、Accessory gene，即附属基因，其中包含的基因一般与物种特异性表型相关，如特殊的代谢能力，特殊的环境适应性等，这部分基因为菌株适应更多的环境提供了可能性，一般是通过可移动元件进行转移的。

3、同种，但具有不同表型的菌株，在基因组层面的原因，除了与基因序列（种类和数量）有关外，还可能与基因组结构有关，如片段倒置倒置可能倒置基因表达环境的变化，从而倒置表型的不同。

4、一般比较基因组分析从两个方面进行：基因组序列和基因组结构。

5、GI、Prophage会给细菌提供某些功能基因，使其适应相应的环境，所以一般研究其上基因的功能及稳定性（是否会从基因组上环切出来），CRISPR和IS一般与基因组稳定性的维持相关，通过对CRISPR 的spacer序列分析，可以知道对哪种病毒或噬菌体免疫，而IS序列的存在及转移会为基因组提供“进化的种子”。

这篇文章通过基因组学，同时结合转录组学研究来源于植物根际的铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa M18的环境适应性机制。

我们来看看文章的主要结果：

1、通过基因组测序获得一个染色体序列，全长6,327,754bp，共5684个ORF。

2、对基因组可移动元件进行分析，在核心基因组之外发现基因组岛、前噬菌体序列、CRISPR和IS序列。对这些元件上包含的基因序列进行分析，在其中两个基因组岛上发现了包含完整亚基的RM系统（限制修饰系统），且通过实验发现，这两个基因组岛是可以环切出M18的染色体的，同时这部分序列与全基因组序列的GC%差异，提示这两个基因组岛可能是近期才插入基因组序列中的。同时，敲除实验证明，RM系统确实具有限制外源遗传物质进入的功能，对于M18菌株维持基因组稳定，以适应环境中各种压力胁迫具有重要功能。

3、除了RM系统外，在这些元件上面还发现了与抗生素合成、糖基化修饰、营养物质分解等相关的功能基因，这些结果说明，P.aeruginosa M18通过基因水平转移获得的这些可移动元件，有助于其对根际环境的适应。

4、对CRISPR的间隔序列分析发现，其与已知的原噬菌体序列高度同源，提示该系统可能使得M18较少受到噬菌体的侵染和整合，保证M18在开放、复杂的根际环境中维持基因组的稳定性。

通

基因组结构比较分析发现：

8、同种不同株的基因组序列同源性很高；

9、但在结构上存在大片段的倒置现象，这可能是铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）不同菌株或者不同亚型之间产生不同生理变化的原因（表型不同）。

根际来源的P. aeruginosa M18（根际最适生长温度28℃）与临床分离株P. aeruginosa（人体最适生长温度37℃）的转录组比较分析：

10、在不同温度条件下，有大量基因发生差异表达，说明不同环境条件（人体 vs 根际）对铜绿假单胞菌转录组的影响明显大于基因组。

11、M18在土壤环境下，基因组岛基因上调表达，而在人体环境下，相应基因不表达，进一步说明基因组岛的获得对M18的环境适应性至关重要。

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