[发明专利]一种空间环境下的蜡状芽孢杆菌LCT-BC235菌株

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种空间环境下的蜡状芽孢杆菌生物特性、全基因组测序、转录组测序和差异蛋白组学分析。 

背景技术

随着人类空间探索活动的日益频繁，宇宙空间成为了人类活动的一个重要领域。微生物是自然环境中的一部分，其存在于空气、水、土壤等生物圈的各个部分。因此，人类的空间活动不可避免的将微生物也带上了宇宙空间。尽管外层空间具有极端和复杂的环境，这些微生物都能够适应这些诸如微重力、宇宙射线、温度、压力等的改变并表现出相应的形态和生理学的变化。尤其是有研究发现在模拟微重力条件下培养的鼠伤寒沙门氏菌对小鼠感染的毒力会增强；肺炎链球菌等机会致病菌在模拟微重力条件下毒力增强。目前，在空间站中已检测出包括肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌、沙雷氏菌、蜡状芽孢杆菌和肠球菌等多种细菌。对这些细菌进行深入研究有助于了解这些细菌的致病力和耐药性的改变机制，为载人航天提供医学保障基础。 

蜡样芽胞杆菌是革兰氏阳性杆菌，好氧或兼性厌氧并能够形成孢子。蜡状芽孢杆菌是一种条件致病菌，其能够产生相关导致呕吐的毒素和三种不同的肠毒素，引起呕吐综合征和腹泻病造成食物中毒，是一种潜在的会导致宇航员急性胃肠道疾病的重要致病菌。尤其是空间飞行时，航天员所携带的食物大多是由从地球出发前制作的罐头食品，极容易受蜡状芽孢杆菌污染。一旦宇航员感染此种疾病我们尚未有很好的认识。因此，通过表型研究空间环境下的突变株，并利用基因组、转录组、蛋白质组三大组学研究方法，全面研究该菌株对空间环境的适应性变化，关注其致病性、耐药性的变化，为预防感染性疾病的发生奠定基础。 

发明内容

本发明的目的是提供一种太空环境中的蜡状芽孢杆菌菌株LCT-BC235。通过表型研究，全基因组测序，并结合转录组学和蛋白组学阐明该细菌对空间的变化机制。 

本发明提供的菌株LCT-BC25，其保藏号为CGMCC NO.6516。 

所述的蜡状芽孢杆菌LCT-BC235，其表型特征为：革兰氏阳性杆菌，具有芽孢，菌体单个或者成双排列；与地面对照株相比较，其耐药性没有发生明显变化；其生长速率减慢；生化特征为硫酸四癸钠反应、四氮唑紫反应阴性。 

所述的蜡状芽孢杆菌LCT-BC235进行全基因组测序，得到其全基因组序列及注释内容。LCT-BC235的全基因组鸟枪法测得序列总长度为5,514,728bp，平均GC含量为35.32％。其序列包含34个contigs，能够组装成为5个scaffolds。用Glimmer version3.02软件预测出5,263个编码基因。对该菌株的序列进行SNP分析发现，蜡状芽孢杆菌LCT-BC235有三个SNP。分别是UWlGL000001，UWlGL002432，UWlGL005263。然而，其中两个为基因间区SNP，一个为同义SNP。此同义SNP是一个保守的假定蛋白。 

所述的蜡状芽孢杆菌LCT-BC235，通过转录组测序鉴定获得差异表达基因。结果有624个上调基因和813个下调基因。对这些基因进行GO功能富集分析显示，具有明显差异表达的基因的生物学功能主要与跨膜转运和离子跨膜转运有关(P＝0.04239)。对这些基因进行通路富集分析发现其差异表达基因主要与与磷酸转移酶系统、氧化磷酸化过程的pathway有关。 

所述的蜡状芽孢杆菌LCT-BC235，利用蛋白组学鉴定获得差异表达蛋白分子。结果得到8个上调表达的蛋白和73个下调表达的蛋白。对这些差异表达的基因进行GO功能富集分析和pathway富集分析发现这些差异蛋白主要是与糖类代谢脂类代谢和氨基酸代谢相关。 

附图说明

图1蜡状芽孢杆菌LCT-BC235革兰氏染色 

图2蜡状芽孢杆菌LCT-BC235进化分析 

图3蜡状芽孢杆菌空间菌株LCT-BC235的biolog生化特征 

图4蜡状芽孢杆菌空间诱变株LCT-BC235与地面对照株LCT-BC244的生长曲线比较 

图5蜡状芽孢杆菌空间诱变菌株LCT-BC235的转录组基因覆盖度 

图6蜡状芽孢杆菌空间诱变菌株LCT-BC235的转录组差异表达基因 

图7蜡状芽孢杆菌空间诱变菌株LCT-BC235的蛋白组差异表达蛋白 

具体实施方式

下述实施实例中所用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。 

下述实施实例中所用的材料、试剂，如无特殊说明，均可从商业途径获得。