嗜热链球菌是常见的发酵菌株之一,具有悠久的应用历史,可用于发酵乳及其制品的生产。当前,我国发酵乳市场逐年扩大,功能性发酵乳产品品类日渐多样化、销量逐年攀升,致使优良发酵剂的需求越来越大。但我国发酵剂制备技术起步较晚,国内发酵剂市场一直被跨国公司垄断。目前国内对嗜热链球菌的研究多集中于菌株的筛选和发酵工艺优化,对其基因组和功能特性的系统研究较少。本文旨在开发具有自主知识产权的、源于中国本土的、具有良好潜在发酵和功能特性的嗜热链球菌菌株,对其基因组及发酵和功能特性进行研究,为其日后应用提供理论依据,为进一步提升我国乳品行业的安全性和核心竞争力添砖加瓦。首先,从中国传统发酵乳——内蒙古家庭自制发酵乳中分离得到菌株DMST-H2,鉴定为嗜热链球菌。全基因组测序结果表明,嗜热链球菌DMST-H2含有一个大小为1.88Mb的环状染色体,平均G+C含量为38.98%,共有2016个编码基因,大多被注释为代谢相关基因。比较基因组结果表明,嗜热链球菌DMST-H2的基因组结构与参照菌株相似,但拥有40个特有基因。其次,基于体外试验结果与功能基因注释结果对嗜热链球菌DMST-H2的安全性、发酵性能、胃肠道耐受性及功能特性进行系统评价。结果表明,嗜热链球菌DMST-H2无抗生素耐药性、溶血性、生物胺产生能力及相关基因,无D-乳酸产生,无小鼠口服毒性,为安全无毒级。嗜热链球菌DMST-H2在脱脂乳培养基中发酵12 h后,p H下降到4.43±0.01,产酸种类包括甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、异戊酸、L-乳酸等。在基因水平,嗜热链球菌DMST-H2编码了果糖、甘露糖、半乳糖等多种糖类代谢基因,编码了糖酵解等代谢途径。基因注释结果表明,嗜热链球菌DMST-H2含有胃肠道适应性相关基因,体外模拟试验表明DMST-H2在人工胃肠道中5 h后的存活率仍为82.04±2.00%。此外,DMST-H2在4 h时自凝聚力达到了82.06±2.50%,发酵上清液对DPPH的清除率高达94.06±1.20%,对大肠杆菌ATCC 25922和金黄色葡萄球菌RN4220的共沉淀率分别为22.21±0.66%和61.28±2.01%。最后,针对临床中频发的抗生素相关性腹泻症状,探究了嗜热链球菌DMST-H2对抗生素相关性腹泻小鼠的治疗作用。结果表明,灌胃盐酸林可霉素后,小鼠出现稀便,粪便含水量增加,粪便中双歧杆菌和乳杆菌下降的比例高于肠杆菌和肠球菌下降的比例,抗生素相关性腹泻小鼠模型建立成功。灌胃嗜热链球菌DMST-H2后,盲肠肿大及肠道屏障损伤等症状得到有效缓解,同时血浆中的内毒素、D-乳酸和二胺氧化酶含量显著降低。此外,促炎因子TNF-α含量降低,IFN-γ和抗炎因子IL-10含量升高。利用16S r DNA扩增子测序的肠道菌群结果显示,灌胃嗜热链球菌DMST-H2后小鼠肠道菌群结构得到恢复,Firmicutes含量升高,Proteobacteria含量降低。相较于自然恢复组,灌胃嗜热链球菌DMST-H2更好地促进了抗生素相关性腹泻的恢复。综上所述,从中国传统发酵乳中分离得到了嗜热链球菌DMST-H2,在基因水平和体外试验两方面验证了该菌株的安全性、发酵特性、胃肠道耐受性和功能特性。嗜热链球菌DMST-H2在恢复抗生素相关性腹泻小鼠的肠道菌群、器官损伤、免疫因子水平等方面有积极作用。以上结果表明,嗜热链球菌DMST-H2是具有良好潜在功能特性和应用价值的菌株。