通过结合完整的基因组和表型分析揭示植物乳杆菌BGI-J9特性和酒精退化能力

酒精是世界卫生组织认定的一类致癌物。喝下去的酒精在肝脏里先被转化成有毒的乙醛，再变成无毒的乙酸。这个过程会产生大量自由基，导致氧化应激和肝脏发炎、损伤。肠道和肝脏是相通的：喝酒还会破坏肠道菌群平衡，让有害菌增多，损害肠道屏障，导致毒素进入肝脏，加重肝损伤。现有解酒药治标不治本：市面上很多解酒药只能缓解头痛等症状，并不能真正加速酒精代谢或保护肝脏。研究发现，某些益生菌（特别是植物乳杆菌）可以通过调节肠道菌群、抗炎、抗氧化等方式来减轻酒精伤害。于是，研究人员想能找到一个“全能”的益生菌。

植物乳杆菌BGI-J9基因组核心特征

植物乳杆菌BGI-J9 基因组为高质量完整序列，总长度 3,128,867 bp，GC 含量 45%，含 2,926 个蛋白编码基因、16 个 rRNA、70 个 tRNA 和 1 个 tmRNA，完整性 100%，污染率低。系统发育关系：进化树显示 BGI-J9 与其他植物乳杆菌聚类为独立分支，进化地位独特（图 2B）；ANI 分析表明其与植物乳杆菌 P9（99.36%）和 299v（99.32%）基因组相似度最高，亲缘关系最近。功能基因注释：COG 数据库注释 2,669 个蛋白，涵盖信息存储与加工（601 个）、细胞过程与信号传导（465 个）、代谢（1044 个）等 19 类功能；KEGG 数据库注释 3,573 个基因，涉及代谢通路（1267 个）、蛋白质家族（1260 个）等 8 大通路，其中碳水化合物代谢基因（419 个）占比最高。

植物乳杆菌BGI-J9核心功能表型

胃肠道耐受能力：基因组含 21 个耐酸基因（如 atp 家族、nhaK、gadB）和 36 个耐胆盐基因（如 cbh、cfa、opp ）（表 1）；体外实验证实，BGI-J9 在模拟胃液（pH 2、pH 3）、胆盐（0.3%）和肠液中存活率均超 80%，能耐受胃肠道极端环境。抗菌活性：基因组含 1 个植物乳杆菌素基因簇（plnE、plnF、plnA 等，编码 6 种抗菌肽）和 5 个次级代谢产物合成基因簇（RiPP-like、T3PKS 等）（图 5A、5B）；体外实验显示，BGI-J9 对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌等 5 种致病菌的抑制率达 75.1%-92.5%。抗氧化能力：基因组含 44 个抗氧化相关基因，涉及谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、硫氧还蛋白等 20 条通路；体外实验证实，BGI-J9 对 DPPH 自由基清除率 10.03%、ABTS 自由基清除率 18.61%、羟自由基清除率 40.02%，抗氧化活性显著。

植物乳杆菌BGI-J9酒精降解关键能力

降解酶基因与活性：BGI-J9 含 7 个 adh 基因（编码乙醇脱氢酶）、1 个 adhC 基因（锌依赖 III 类酒精脱氢酶）和 4 个 adhE 基因（双功能酶，兼具 ADH 和 ALDH 活性）；体外检测显示，BGI-J9 的 ADH 活性达 392.667±47.35 U/mL，显著高于对照菌株 299v，ALDH 活性与 299v 相当。体外酒精降解效率：在含 5% 乙醇的 MRS 培养基中，BGI-J9 24 小时内酒精降解率达 28.79%，各时间点（6h、12h、18h、24h）的降解效率均高于 299v，对照组（无细菌）酒精浓度无明显下降。

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961225000821?via=ihub#sec3