罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)是重要的益生菌之一,广泛存在于人畜肠道、乳制品、发酵面团和肉制品中。目前,罗伊氏乳杆菌已作为标准模型研究脊椎动物肠道共生体生态及进化机制,而关于发酵食品来源菌株基因组的研究甚少。本研究采用Illumina HiSeq高通量测序技术完成11株分离自发酵食品(酸马奶、酸粥)罗伊氏乳杆菌的全基因组测序,并与NCBI数据库中23株分离自酸面团、山羊粪便、绵羊粪便、牛粪便和马粪便的罗伊氏乳杆菌全基因组进行比较基因组学分析,解析其基因特征,探究该菌在酸马奶、酸粥及食草动物肠道中基因组的异同,为罗伊氏乳杆菌优良菌株的开发提供理论基础。主要研究结果如下:11株罗伊氏乳杆菌基因组大小平均为2.14 Mb,GC含量平均为38.77%,酸马奶、酸粥、酸面团、食草动物四类分离源的菌株基因组大小均有差异。发酵食品分离株的基因组大小、GC含量显著高于酸面团和食草动物分离株。依据34株罗伊氏乳杆菌核心基因组构建系统发育树,结果显示相同来源分离株系统发育关系距离较近。构建34株罗伊氏乳杆菌的泛基因集和核心基因集,结果显示泛基因集为开放型,包含7242个基因;核心基因集为稳定型,包含969个基因。预测基因数在酸粥、酸面团和食草动物肠道分离株中存在显著差异。酸马奶分离株中特异性基因最多。对四类分离株特异性基因进行功能分类,显示编码碳水化合物、氨基酸相关基因数量及种类差异较大。按系统发育树中进化关系将菌株分为A、B、C、D四类。编码碳水化合物方面,A分支(酸马奶、酸粥)分离株糖酵解/糖异生途径、半乳糖代谢途径、TCA循环等代谢途径相关基因数量最多。编码蛋白质方面,A分支共12类氨基酸合成代谢途径,参与酶类的数量达66个,数量及种类最多。脂类方面,A分支分离株脂肪酸代谢途径不完整。编码维生素方面,A分支特有的代谢通路为硫胺素(VB1)代谢、烟酸和烟酰胺(VB3)代谢、泛酸盐和辅酶A(VB5)生物合成代谢途径,且丁酸代谢途径的酶数量最多。此外仅A分支中具有芳香族化合物降解、二甲苯降解、二恶英降解途径相关的酶碳水化合物活性酶(CAZy)注释结果表明,仅出现在发酵食品与食草动物分离株的碳水化合物活性酶包括GH3(β-葡萄糖苷酶等)、GH43(β-木糖苷酶等)、CBM16(与纤维素结合)和CBM37(与木聚糖、几丁质等结合);特有的分别为AA3(纤维二糖脱氢酶等)和GH66(葡萄糖转移酶等)。发酵食品与食草动物共有的酶家族均与菌株所处环境有关。综上,不同来源罗伊氏乳杆菌具有广泛的基因多样性,且与生存环境密切相关。发酵食品分离株具有食草动物肠道菌株某些特性,但又有其独特的环境适应性特征,体现了与宿主有关的环境适应能力,揭示不同来源罗伊氏乳杆菌基因组与环境相关的某些特征。可加深对传统发酵食品和食草动物中细菌基因组适应环境的理解。