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球形芽胞杆菌是一种好氧、嗜温型芽胞杆菌,在世界范围内被成功地应用于疾病媒介蚊虫的生物防治。所有的球形芽胞杆菌不能代谢除N-乙酰基葡萄糖胺外的其它糖类物质。这种特殊的代谢方式以及对蚊虫特异性毒杀作用使得球形芽胞杆菌具有特别的研究意义。2007年原名为Bacillus sphaericus的球形芽胞杆菌被重新命名为Lysinibacillus sphaericus,并与梭状芽胞杆菌和耐硼酸赖氨酸芽胞杆菌一起被归类到新提出的Lysinibacillus属中,但分类主要依据表型,缺乏基因组遗传信息支持。而且目前关于球形芽胞杆菌释放的基因组信息少、分类混乱、相关进化研究较少。本研究开展了几株球形芽胞杆菌的基因组测序,并将其与同属于Lysinibacillus的梭状芽胞杆菌和耐硼酸赖氨酸芽胞杆菌以及近缘的蜡样芽胞杆菌群和枯草芽胞杆菌等共34株菌株进行了初步的基因组学比较,以研究球形芽胞杆菌的系统发育地位、基因组特点以及杀蚊菌株进化等。 基因组比较结果显示,球形芽胞杆菌基因组具有较好的共线性,证明其具有共同的起源;有毒菌株高度保守具有88%以上的相似性基因且基因的平均相似度97%以上,而无毒株之间的差异较大。此外,分析发现一段携带有杀蚊二元毒素基因(binA-binB)的约30kb片段在球形芽胞杆菌中以不同的拷贝数存在(0-2),并且该片段携带有多个转座酶和噬菌体整合酶编码基因,是一个病原岛(Pathogenicity island,PI),因而我们推测这段PI曾经在菌株之间以及染色体和质粒之间进行过水平转移。最后,我们将Ahmed等人提出的新属Lysinibacillus作为一个整体,分析其11个菌株成员在基因组水平上与蜡样芽胞杆菌群以及枯草芽胞杆菌的主要差异,发现Lysinibacillus群具有相似的基因组大小和GC含量,具有最大的泛基因组和最小的核心基因组。不同菌株含有各自属于自己的独特编码基因,其中对蚊幼无毒的菌株的特有基因数目相对较大。基于核心基因组中最保守的55个基因的进化分析将34株菌株分类到三个进化群中,其中Lysinibacillus属于一个较大的进化群,其内部菌株之间进化距离存在较大的差异。COG蛋白功能聚类分析统计证明,Lysinibacillus属各菌株在基因组蛋白组成分布上,如碳源代谢相关、氨基酸代谢相关和细胞壁生物合成相关等方面,与传统Bacillus属有差异,因而能够为Lysinibacillus属的分类提供基因组水平的证据。