海南大学食品科学与工程学院热带益生菌团队《Gut Microbes》肠道菌群多轮选育驱动益生菌发生适应性结构变异增强肠内定殖能力

近日，海南大学热带益生菌团队在国际期刊《Gut Microbes》（Q1，IF:12.2）发表题为“Gut microbiota drives structural variation of exogenous probiotics to enhancecolonization”的研究性论文。海南大学食品科学与工程学院张家超教授为通讯作者，讲师姜帅铭与香港大学黄适助理教授为共同第一作者。

益生菌在应用过程中常受到宿主肠道本地微生物群的定殖抵抗，影响其益生功效。为此，作者以Lactiplantibacillus plantarum HNU082（Lp082）菌株为研究对象，利用肠道菌群通过多轮选育的方式驱动其发生自适应突变，探究肠道适应性Lp082菌株在新肠道环境的肠道定殖能力。

文章亮点

1.研究结果显示，Lp082在肠道多轮选育过程中发生趋异进化，进化为了两个分支，其中获得更多单核苷酸变异（SNVs）的分支表现出更长的存活时间。

2.其中12株肠道适应性菌株携带了Cro/C1-type HTH DNA-binding domain插入基因，可以在压力条件下（如胆盐胁迫）替代Lp082基因组中的抗毒素模块与毒素模块结合，增强其在胆盐下耐受性，进而提升其在肠道中的定殖时间和数量。

3.相比原始菌株，肠道适应性菌株还提高了肠道本地菌群对不同碳水化合物的利用，降低了肠道生态位重叠，减少了对本地微生物的扰动。

文章结论

1.基于肠道菌群的肠道多轮选育可驱动益生菌发生大量SNVs和SVs，增强其对肠道定殖能力。

2.相较于原始菌株，肠道适应性Lp082菌株的干预显著增强了肠道菌群碳水化合物的代谢活性，降低了肠道生态位重叠，减少了对本地菌群扰动。

3.本研究不仅增强了对益生菌株肠道定殖机制的理解，也为筛选获得肠道适应性益生菌株提供了一种新的选育策略。

图文赏析

图2 Lp082趋异进化为两个分支

图3 多轮选育过程中本地微生物适应性进化

图4 肠道适应性Lp082菌株基因组结构变异

图5 肠道适应性Lp082菌株基因组结构变异相关基因注释及功能验证

图6 肠道适应性菌株对本地菌群影响

原文链接

https://doi.org/10.1080/19490976.2025.2503371