Oziq-ovqat ishlab chiqarishda qo‘llanadigan bakteriyalar genomini tahlil qilish uchun yuqori unumli pipeline

An'anaviy hind fermentlangan oziq-ovqati bekang dan ajratilgan Bacillus subtilis shtammi filogenetik jihatdan yapon natto shtammlaridan farq qiladi, ammo ular bilan chambarchas bog'liq qo'shimcha genlar to'plami mavjud. Ushbu tadqiqot shuningdek, oziq-ovqat ishlab chiqarishda ishlatiladigan bakteriyalar uchun samarali qiyosiy-genomika quvur liniyasini taqdim etdi.

Oziq-ovqat fermentatsiyasida ishlatiladigan Bacillus subtilis ning xilma-xilligini o'rganish uchun tadqiqot dastlab 55 ta genom to'pladi va asosiy pangenom va qiyosiy-genom tahlillari uchun 42 ta sifat nazorati ostida, izchil izohlangan shtammlardan foydalandi.

Asosiy ma'lumotlar va topilmalar

Ushbu kashfiyotning umumiy ko'rinishi va tarixi uchun quyidagi havolalarga qarang:

• Press Release: Japanese “Natto” and Indian Traditional Food “Bekang” Bacteria: Genetically “Strangers” yet “Identical Twins”!?
• Tadqiqot hikoyasi: Global "Natto" aloqasi: Myanmadagi bir piyola loviya qanday qilib genomik kashfiyotga turtki bo'ldi (Springer Nature Research Communities)

Asosiy tahlil 26 ta yapon natto izolatlarini tor ma'noli natto guruhi sifatida aniqladi. Hindistonning an'anaviy oziq-ovqat bekang (Food_IND_1) dan olingan bitta izolat yadro-genom filogeniyasida natto kladasidan tashqarida joylashgan, ammo aksessuar-gen mavjudligi/yo'qligiga asoslanib, Jaccard masofasida uning eng yaqin funktsional qo'shnisi bo'lgan. 27 ta shtamm birgalikda keng ma'noli natto guruhi sifatida taqqoslandi. Gorizontal gen uzatish (HGT) va selektiv saqlash bu yerda to'g'ridan-to'g'ri ko'rsatilgan mexanizmlar emas, balki ishonchli tushuntirishlardir. Funktsional talqinlar asosan annotatsiya va boyitish tahlillariga asoslangan edi, bir nechta bekang izolatlarini to'g'ridan-to'g'ri fenotiplashtirishga emas; bekang taqqoslash n=1 holatni o'rganishdir.

Qiyosiy genomika ish jarayoni

Qiyosiy genomika ish jarayoni ommaviy ma'lumotlarni to'plash, genom yig'ish, sifat nazorati va annotatsiyani pangenom tahlili va filogeniya va gen tarkibini taqqoslash bilan birlashtiradi.

• Ma'lumotlarni tayyorlash: Ommaviy xom o'qishlar va genom yozuvlari izchil yig'ish, sifat nazorati va annotatsiya orqali qayta ishlandi.
• Filogeniya va gen tarkibini taqqoslash: Yadro-genom filogeniyasi aksessuar-gen mavjudligi/yo'qligiga asoslangan Jaccard masofaviy klasterlash bilan birlashtirildi.
• Nomzodlar farqi tahlili: Sinteni, filogenetik tarmoqlar va guruhga xos genlar indillar, transpozonlar, genlarning dublikatsiyasi va kesilishlar kabi nomzodlar farqlarini taqqoslash uchun tekshirildi.

Dalillar doirasi va potentsial qo'llanmalar

Dalillar genomik munosabatlar va nomzod genlarni aniqlaydi. Uni ishlab chiqarish samaradorligi, ta'mi, xavfsizligi yoki sifat nazorati uchun qo'llash fenotiplash, fermentatsiya tajribalari, takrorlanuvchanlik sinovi va ishlab chiqarish sharoitida tasdiqlashni talab qiladi.

• Potensial foydalanish: Ish jarayoni shtammlarni taqqoslashni qo'llab-quvvatlashi va fenotiplar bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan genlar yoki gen to'plamlari haqida farazlarni yaratishi mumkin.
• Tasdiqlash talab qilinadi: U faqat ketma-ketlik ma'lumotlaridan shtammning ishlashini, mahsulot sifatini yoki ifloslanishini to'g'ridan-to'g'ri tashxislamaydi; eksperimental va ishlab chiqarish darajasidagi tasdiqlash talab qilinadi.

Xulosa

Yadro-genom filogeniyasini qo'shimcha-gen tarkibi bilan birlashtirish orqali tadqiqot filogenetik jihatdan farq qiluvchi B. subtilis shtammlari orasidagi o'xshashliklarni aniqlaydigan yuqori samarali qiyosiy-genomika ish jarayonini taqdim etadi. bekang natijasi n=1 holatni o'rganishdir va uning funktsional gipotezalari qo'shimcha tasdiqlashni talab qiladi.