蜡样芽孢杆菌(Baacillus cereus)广泛分布于自然界中。它既是一种条件致病菌,引起食源性疾病,又是一种微生态制剂添加剂,在临床上发挥着重要的益生功能。鉴于蜡样芽孢杆菌益生性与致病性的划分无明确标准,其安全性一直存在争议,对蜡样芽孢杆菌的益生、致病双重特性进行基础研究,具有重要的理论探索价值和实践指导意义。为此,本文拟从生物学特性、基因组学和蛋白组学方面对蜡样芽孢杆菌进行对比研究,系统探讨益生性与致病性之间的差异,为建立其科学评判体系提供理论和技术依据。首先,本文选取了两株具有益生功能的蜡样芽孢杆菌P0021和P0011,以及一株食物中毒分离的蜡样芽孢杆菌HN001,采用毒力基因检测,与炭疽芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌进行了对比与区分;并进一步通过菌落形态、生长曲线、糖代谢能力、耐药性、溶血性和卵磷脂酶活性等方面,对三株蜡样芽孢杆菌的生物学特性进行了比较分析。结果表明,三株蜡样芽孢杆菌的生物学特性较为相似,尤其是蜡样芽孢杆菌P0021与P0011。三株蜡样芽孢杆菌均有溶血性和卵磷脂酶活性,对青霉素、头孢唑啉和头孢噻吩具有较好耐药性,其糖代谢能力均一般,在蔗糖代谢方面具有明显差异,即HN001能利用蔗糖,而P0021、P0011不能。其次,在了解益生性与致病性生物学特性的基础上,为深入探究蜡样芽胞杆菌P0021、P0011和HN001的差异本质,本文运用Pacbio三代测序技术对三者进行了全基因组测序,同时,通过双向电泳与质谱技术分析了其蛋白表达图谱。生物信息学综合分析表明,与P0021、P0011相比,蜡样芽孢杆菌HN001在质粒与蛋白表达图谱上均有明显差异,HN001携带两个质粒,与P0021、P0011质粒的同源性较低,且其全菌、上清蛋白表达图谱在功能、位置、表达程度上均有较大不同。此外,蜡样芽孢杆菌P0021与P0011的基因组特性基本一致,染色体与质粒共线性均良好,不存在任何的插入、缺失、翻转和倒位现象,同源性高达99.9%,系统发育演化距离几乎为0;全菌蛋白和上清蛋白表达图谱基本一致,质谱鉴定117个蛋白点中无明显差异蛋白,生物学特性比较分析表明也无任何差别,因此,蜡样芽孢杆菌P0021与P0011应来源于同一克隆。最后,鉴于蜡样芽孢杆菌菌株在蔗糖利用方面可能存在差异,为探索蜡样芽孢杆菌蔗糖利用与致病性的关系,本文采用生物信息学的分析手段,对三株菌与KEGG数据库中的13株蜡样芽孢杆菌的蔗糖代谢通路图进行了对比分析,并进一步用18株不同来源的蜡样芽孢杆菌进行了验证。结果发现,部分蜡样芽孢杆菌菌株由于缺失蔗糖操纵子,不能利用蔗糖;结合信息分析,已知的大部分致病性蜡样芽孢杆菌菌株能利用蔗糖,而非致病性菌株不能,因而推测蔗糖代谢可能与蜡样芽孢杆菌的致病性相关。此外,对前述三株菌进行毒力预测与分析发现,三株蜡样芽孢杆菌均能检测到hbl和nhe等肠毒素基因,以及hly、cyt和plc等其它毒力基因,然而未检测到呕吐毒素ces基因;同样,全菌、分泌蛋白表达图谱中,也检测到PLC、Hbl、InhA、Nhe等毒力蛋白的表达,表明蜡样芽孢杆菌的益生与致病性受到环境等多种因素的调控。综上所述,本文从生物学特性、基因组学与蛋白组学的角度,对益生性和致病性蜡样芽孢杆菌进行了比较分析,探究了生物学差异及其本质,找到了蜡样芽孢杆菌种内不同菌株的区分方法,获得了蜡样芽孢杆菌益生性与致病性差异的信息,为其微生态制剂的应用和潜在危害的监控奠定了坚实的研究基础。