5、比较全基因組變異圖譜及關鍵途徑基因變化分析

全基因組變異圖譜分析（WGMP），基因是组分結合每個樣品的測序Reads對參考基因組的覆蓋情況和SNP、InDel的比较分析結果，以參考序列為標尺，基因把Reads覆蓋情況和SNP、组分InDel的比较分布情況展示到環形的變異圖譜上。從圖上可直觀比較Reads薄蓋度的基因高低與變異分析結果的分布情況（圖6）

赤蘚糖醇是戊糖磷酸途徑（PPP途徑）的代謝產物，途徑涉及多個關鍵基因。组分通過全基因組變異圖譜的比较數據深入分析，赤蘚糖醇合成途徑中的基因關鍵基因轉酮酶TKL1（YALI0_E06479g）有兩個堿基發生單核苷酸多態性（SNP）變化：位於染色體CR382131.1上739638、740216位的组分堿基，參考基因組為A、比较T，基因Yarrowia lipolytica BBE-I7為G、组分G，這分別對應轉酮酶TKL1的第412位和220位氨基酸。染色體CR382131.1上739638位堿基變化後與原堿基對應的三聯密碼子是同義密碼子，因此氨基酸沒有變化。740216位堿基的變化，導致該酶第220位氨基酸由賴氨酸變為穀氨酰胺。赤蘚糖還原酶ER（YALI0_F18590g）也有兩個堿基發生單核苷酸多態性（SNP）變化：位於染色體CR382132.1上2483635、2483794位的堿基，參考基因組為G、C，Yarrowialipolytica BBE—17為C、T，但是這兩個堿基的變化並沒有引起赤蘚糖還原酶ER的氨基酸序列發生變化。

四、結論與展望

通過比較基因組分析，可以從基因組全局角度了解菌株，然後細致分析與目標途徑相關的基因變化。比較基因組結果顯示，Yarrowialipolytica BBE—17整個基因組有8078個小片段插與缺失變化（InDel），4256個基因發生了單核苷酸多態性變化（SNP），129個基因組結構變異（SV），142個DNA拷貝數變異（CNV）。但是與赤蘚糖醇合成途徑（圖7>直接相關的隻發現有2個關鍵途徑基因TKLi、ER發生單核苷酸多態性變化（SNP），並且僅有一個氨基酸發生改變。

從基因組結構變異和DNA拷貝數變化來說，基本全為缺失型，說明Yarrowialipolytica BBE—17部分代謝活動受到抑製，這可能在一定程度上促進了其赤蘚糖醇代謝通路的增強。基於此可以推測：關鍵途徑基因的單核苷酸多態性變化（SNP）並不是Yarrowialipolytica BBE—17菌株具備積累赤蘚糖醇能力的主要原因，應該是基因組全局的組裝差異使Yarrowialipolytica BBE—17的整體代謝網絡與模式菌株不同，這也是目標代謝途徑加強和目標產物積累的主要原因。

1998年Stemmer等人提出了基因組重排技術（Genomeshuffling），為分子育種開辟了一條新的思路，但是高隨機性和高篩選難度限製了該技術的推廣應用。覃重軍等人將酵母的16條染色體合並為一條染色體，成功獲得了單染色體酵母，為基因組理性編輯和理性基因組工程育種提供了可能。本文通過比較基因組學揭示的研究內容，不僅為進一步優化亞羅解脂酵母生產赤蘚糖薛的能力提供信息參考，也向理性基因組工程育種技術的快速發展提出了期待。

聲明：本文所用圖片、文字來源於《中國食品添加劑》，版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題，請與本網聯係。

相關鏈接：赤蘚糖醇，磷酸，氨基酸