戊糖片球菌作为片球菌素的天然生产者,被广泛应用于发酵行业。近年来,其益生功能也广受关注,例如抑制食源性致病菌、调节肠道免疫和降低胆固醇等。但也有学者发现,个别菌株在小鼠腹泻模型中促进了促炎因子的产生从而加剧炎症反应,这意味着戊糖片球菌的益生功能存在着较高的菌株特异性,需要进一步的体内验证。鉴于目前戊糖片球菌菌株数量较少且来源单一,本文旨在增加戊糖片球菌的菌株数量,丰富基因组资源并分析其基因组一般特征及功能基因组。基于基因组分析结果,选取不同基因特征的菌株,探究其对正常小鼠肠道微生态的影响,从而解析不同基因型戊糖片球菌对宿主的肠道微生态是否存在差异影响,并初步探讨产生差异的原因,为进一步挖掘具有益生功能的戊糖片球菌提供理论依据。主要研究结果如下:为了分析戊糖片球菌的基因多样性,从400份来源于不同地区的发酵食品以及粪便样品中,共筛获了65株戊糖片球菌。经基因组测序及比较显示,泛基因组呈现开放趋势,说明戊糖片球菌与环境基因交流频繁;核心基因主要参与其代谢活动,其中24个基因与防御机制相关;平均核苷酸一致性(ANI)值均大于0.98,证明65株皆为戊糖片球菌且戊糖片球菌没有亚种。通过构建基于同源基因的系统进化树显示,戊糖片球菌在进化树上的聚类与其来源无关。进一步对功能基因组进行比较分析发现,功能基因差异主要体现在碳水化合物利用、基因水平转移相关基因(CRISPR/Cas与噬菌体基因)以及细菌素操纵子的差异。碳水化合物利用存在差异的原因主要是基因变异,包括关键基因的缺失、重排等。在32株戊糖片球菌基因组中预测到了II-A型CRISPR/Cas系统,且CRISPR的重复序列与乳杆菌属的重复序列亲缘关系相近,与噬菌体基因的关联性分析发现间隔序列与来源于李斯特菌、乳杆菌的噬菌体基因具有一致性,表明戊糖片球菌与临近种属的基因交流频繁。戊糖片球菌共含有片球菌素、类片球菌素、肠溶素A以及Bac等四种细菌素,而这四种细菌素均与移动原件(如质粒)基因相关,且多基因序列比对结果显示,细菌素关键基因序列非常保守。根据基因组分析结果,选择了14株不同基因型的戊糖片球菌进一步探究戊糖片球菌对小鼠肠道微生态的影响差异。结果显示,不同基因型的戊糖片球菌对结肠组织细胞因子影响存在显著差异,但对结肠组织形态以及肠系膜淋巴细胞中调节性T细胞没有显著影响,戊糖片球菌DYNDL69M8能显著提高乙酸含量。粪便菌群、细胞因子以及短链脂肪酸的关联分析结果显示,DYNDL69M8能够提高有益菌属水平丰度,而VCQYC5144M12使得有害菌门水平丰度增加,因此推测单独含有类片球菌素的戊糖片球菌更适于调节肠道菌群,而含有肠溶素A的菌株对肠道菌群可能存在负面影响。菌群代谢通路相关性分析显示,摄入不同基因型戊糖片球菌的小鼠粪便菌群代谢通路中细菌素合成相关基因富集较高且差异显著,由此推测不同基因型戊糖片球菌对小鼠微生态产生差异影响与其细菌素基因型的多样性有关。