类芽孢杆菌转座文库

1. 类芽孢杆菌

类芽孢杆菌是一种被美国FDA评定为GRAS（一般认为安全）级别的植物促生 rhizobacteria，在农业、医药、工业和环境修复领域具有广泛应用前景。其突出的植物促生活性、广谱抗菌代谢物生产能力及优异的环境适应性，使其在生物防治、工业酶制剂及合成生物学领域占据核心地位。精准高效的基因编辑技术是挖掘其生物资源潜力、构建高效工程菌株的关键工具。

（1）革兰氏染色属性：类芽孢杆菌属于革兰氏阳性菌（Gram-positive），部分种如多粘类芽孢杆菌（Paenibacilluspolymyxa）是研究最为深入的代表菌株。

（2）物理特征：拥有厚实的肽聚糖细胞壁，能形成具有极强抗逆性的芽孢。其基因组GC含量变化范围较大（40-55%），代谢途径丰富多样，可产生多种抗菌肽、水解酶和多糖。

（3）工业意义：作为植物促生根际细菌（PGPR）的模式菌属，它是研究生物防治、植物促生机制及抗菌代谢物合成的理想模型。在工业上广泛用于生产抗菌肽、工业酶制剂及生物修复材料。

（4）遗传转化：具有多种转化途径，包括青霉素介导转化、电转化及镁氨基酸介导转化。随着穿梭质粒、启动子及CRISPR工具的发展，遗传操作体系日趋完善。

2. 类芽孢杆菌转座文库构建

舒桐利用Mariner转座系统，在类芽孢杆菌中成功实现了抗性基因的高效、随机插入，建立了高质量的全基因组转座子突变文库。该系统具有以下显著优势：

转座效率卓越：经严格测试，Mariner转座子在类芽孢杆菌中的转座效率稳定在80%以上，确保了插入事件的广泛性和随机性，为后续功能筛选提供了可靠基础。

文库规模与覆盖度高：我们成功构建的转座子文库突变体数量超过5×10⁵，实现了对基因组非必需区域的高密度覆盖。这一规模足以系统性地筛选与特定性状（如胁迫耐受、代谢增强等）相关的关键基因。

标准化与可重复性：我们已建立标准化的转座、筛选与验证流程，可针对不同类芽孢杆菌菌株背景进行定制化文库构建，服务范围涵盖抗逆性提升、产物合成优化等多种工业场景。

图1 PCR检测：转座验证，抗性基因插入验证

图2 PCR检测：质粒是否残留

3. 类芽孢杆菌转座文库Tn-Seq示例报告展示

Tn-Seq报告首先会对原始测序数据以及质控过滤后的数据进行统计展示。

图3 样本数据量统计示意图

为保障整合位点鉴定结果的准确性，对所有初步检出的整合位点进行了严格过滤，仅保留至少有3条独特分子标识（UMI）支持的位点，并在此基础上进行后续统计分析。

图4 插入位点统计示意图

Circos图展示了转座子插入位点在宿主基因组上的关联分布，图中每条连线指向一个具体的整合位点。

图5 整合位点在宿主基因组的分布情况示意图

全基因组覆盖率和基因插入密度是评估转座子插入突变筛选实验结果质量与可靠性的两个核心指标。其中，全基因组覆盖率反映了突变库的饱和程度与筛选广度，可用于排除因实验未完全覆盖而导致的假阳性必需基因；而基因插入密度则直接量化了单个基因对插入突变的耐受性，是系统性鉴定必需基因的关键依据。

图6 全基因组覆盖度示意图

为探究必需基因的功能影响，报告会对KEGG（KyotoEncyclopedia of Genes and Genomes）通路进行富集分析。KEGG数据库主要作用是描述基因在代谢、信号通路中的交互网络。

图7 KEGG富集通路示意图

为了更全面地了解必需基因的功能，报告会进一步对其进行GO ( Gene Ontology) 功能分类分析，包括生物学过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)三个维度。

图8 GO富集通路示意图

4. 舒桐服务内容

您只需提供目标菌株的甘油菌及相关信息，我们将全流程为您服务。

表1 服务内容及周期

表二 交付内容及质控标准