基于代謝組學(xué)的芽胞桿菌屬間胞外代謝物異質(zhì)性研究

1、1基于代謝組學(xué)的芽胞桿菌基于代謝組學(xué)的芽胞桿菌屬間屬間胞外代謝物異質(zhì)性研究胞外代謝物異質(zhì)性研究1陳崢，劉波，史懷，朱育菁，劉國紅，潘志針，陳梅春(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所，福建福州350003)摘要：摘要：采用基于氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GCMS）的代謝組學(xué)方法研究了芽胞桿菌三個屬胞外代謝物，得到代謝物共229種。并對結(jié)果做了PCA和分層聚類分析，結(jié)果表明供試不同屬的芽胞桿代謝物種類和含量不同有所不同，而同屬的菌株代謝物相似，同屬的

2、菌株能聚成一類。其中類芽胞桿菌屬和芽胞桿菌屬又聚為一個亞類，而短芽胞桿菌屬聚為另一個亞類。通過對三個屬芽胞桿菌所分析的數(shù)據(jù)中，初步鑒定得到3個差異性代謝物。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：芽胞桿菌，代謝組學(xué)，屬，胞外代謝物，異質(zhì)性HeterogeneityresearchofextracellularmetabolitesofthreeBacillusgenerabasedonmetabonomicsCHENZhengLIUBoSHIHuaiZHUYu

3、jing，LIUGuoHong，PANZhizhen，CHENMeichun(InstituteofAgrobiologicalResourcesFujianAcademyofAgriculturalSicencesFuzhouFujian350003China)Abstract：TheextracellularmetabolitesofthreeBacillusgenerawereanalyzedbygaschromatography

4、massspectrometry(GCMS)basedonmetabonomics.229metaboliteswereindentifiedfromthesegenera.TheresultofPCAhierarchicalclusteranalysisshowthatthemetabonomicsindifferentgenericweredifferent.Themetabonomicsinthesamegenericweresi

5、milar.Thestrainsofthesamegeneracouldbeclusteredintoonegroup.ThestrainsofPaenibacillusBacillusclusteredintoonesubgroupstainsofBrevibacillusclusteredintoonesubgroup.Threemetabolicmarkerswereidentifiedfromthemetabolitesofth

6、reeBacillusgenera.Keywds:Bacillus，metabonomics，genera，extracellularmetabolites，heterogeneity芽胞桿菌屬Bacillus是一類產(chǎn)芽孢的革蘭氏陽性細菌，產(chǎn)生具有抗逆性球形或橢圓形芽孢，芽孢對高溫、紫外、干燥、電離輻射和很多有毒化學(xué)物質(zhì)都有很強的抗性[1]。芽胞桿菌是一類重要的資源微生物，與人類生活關(guān)系密切，如在工業(yè)領(lǐng)域用于環(huán)境污染治理等、在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用

7、于生物農(nóng)藥等、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用于新型藥物載體等。代謝組學(xué)（metabonomics）是對限定條件下特定生物樣品中所有代謝組分的定性和定量[2]，是進行生物表型研究的主要手段之一，是系統(tǒng)生物學(xué)研究不可或缺的部分[3]。代謝組學(xué)主要的研究平臺1基金項目：國家“973”前期項目（2011CB111607），國家“948”項目（2011G25），福建省青年科技創(chuàng)新基金（2011J05053）。作者簡介：陳崢（1982），男，博士，主要從事化學(xué)生態(tài)學(xué)和

8、生物活性物質(zhì)分析研究通訊作者：劉波（1957），男，博士、研究員，主要從事微生物生物技術(shù)及農(nóng)業(yè)生物藥物研究（Email：Fzliubo@163com）3Translat；數(shù)據(jù)分子特征提取采用軟件AgilentMassHunterWkstationSoftwareQualitativeAnalysis數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用軟件AgilentMassProfilerProfessionalB.02.00。對所獲得的數(shù)據(jù)進行分子特征提取、背景扣除、數(shù)據(jù)

9、篩選，采用ANOVA和PCA進行統(tǒng)計分析，分類預(yù)測模型構(gòu)建，分子式推斷和數(shù)據(jù)庫檢索等。2結(jié)果與分析結(jié)果與分析2.1芽胞桿菌代謝物提取與篩選芽胞桿菌代謝物提取與篩選利用AgilentMassHunterWkstation對所得數(shù)據(jù)進行色譜圖解卷積提?。‵indbychromatogramDeconvolution），從三個屬七個菌株中得到代謝物共229個（見表1）。分別從樣品FJAT10005（Bacillusmojavensis）、FJ

10、AT10010（Bacillusendophyticus）、FJAT10006（Brevibacillusbstelensis）、FJAT10008（Brevibacilluschoshinensis）、FJAT10011（Brevibacillusfmosus）、FJAT10002（Paenibacillusalvei）、FJAT10009（Paenibacilluscurdlanolyticus）中分別得到代謝物58、49、81、6

11、8、40、77、72種。而存在于七個菌株的總體代謝物，而未在FJAT10005（Bacillusmojavensis）、FJAT10010（Bacillusendophyticus）、FJAT10006（Brevibacillusbstelensis）、FJAT10008（Brevibacilluschoshinensis）、FJAT10011（Brevibacillusfmosus）、FJAT10002（Paenibacillusal

12、vei）、FJAT10009（Paenibacilluscurdlanolyticus）中存在的代謝物分別為171、180、148、161、189、152、157種。表1經(jīng)色譜圖解卷積提取后得到的三個屬芽胞桿菌代謝物數(shù)量經(jīng)色譜圖解卷積提取后得到的三個屬芽胞桿菌代謝物數(shù)量SampleNameSampleinfmationCompoundsPresentCompoundsAbsenttotalFJAT10005Bacillusmojaven

13、sis58171FJAT10010Bacillusendophyticus49180FJAT10006Brevibacillusbstelensis81148FJAT10008Brevibacilluschoshinensis68161FJAT10011Brevibacillusfmosus40189FJAT10002Paenibacillusalvei77152FJAT10009Paenibacilluscurdlanolyticus