瑞士乳杆菌（L. helveticus）是一种革兰氏阳性乳酸菌（LAB），广泛存在于发酵乳制品中，包括酸奶和奶酪（Skrzypczak等人，2015年）。作为乳制品工业中的主要起始菌株，它常用于瑞士奶酪、意大利陈年奶酪和发酵乳饮料的生产（Sun, Harris等人，2015年）。通过其强大的蛋白水解活性，L. helveticus促进奶酪成熟并提升风味。这一水解过程释放出生物活性肽，具有免疫调节和抗高血压等生理作用（Begunova等人，2020年；Zago等人，2021年）。Baptista等人（2020年）证明，在奶酪制造中使用L. helveticus作为辅助菌株可以改善风味和生物活性，同时降低盐含量。此外，L. helveticus对焦虑症、抑郁症和压力相关认知功能障碍患者具有有益效果（Verma等人，2023年）。Kazemi等人（2019年）在鼠模型中报告，L. helveticus R0052和鼠李糖乳杆菌 R0175联合使用可改善焦虑和抑郁行为。
作为一种典型的氨基酸缺陷型菌株，L. helveticus在自由氨基酸供应较低的环境中（如牛奶）生长时，需要比许多其他LAB更高效的蛋白水解系统（Callanan等人，2007年）。该系统包括细胞包膜相关蛋白酶（CEP）、细胞内肽酶（PEP）和寡肽转运系统（Opp和Dpp），这些对于从牛奶蛋白质中获取氨基酸至关重要。L. helveticus的蛋白水解作用产生特定的生物活性肽；例如，发酵过程中产生的血管紧张素转换酶（ACE）抑制肽有助于血压调节（Zhou等人，2019年）。因此，L. helveticus的地位已从技术辅助剂发展为开发功能性食品和营养品的理想候选菌株。例如，用L. helveticus 881,315发酵的酸奶富含ACE抑制肽（Shi等人，2017年）。
瑞士乳杆菌的进化轨迹深受其生态起源的影响（Skrzypczak等人，2020年）。尽管大多数记录在案的L. helveticus分离株来自乳制品，但也有少量分离株来自成人和婴儿肠道环境及其他来源（Prajapati等人，2011年）。据推测，当LAB从营养变化大的动态栖息地转变为营养丰富的稳定乳制品环境时，它们的基因组会经历重组进化（Makarova等人，2006年）。这一过程以基因组衰减和假基因化为特征，被认为是对不同营养环境的适应策略，可能解释了菌株间的显著表型和基因型多样性（Makarova等人，2006年）。Bolotin等人（2004年）证明，适应牛奶环境会导致嗜热链球菌的基因组显著衰减，假基因化率可达10%。这种重组趋势涉及与碳水化合物利用和非必需毒力因子相关的基因丢失，从而增强基因组稳定性和适应性。L. helveticus的基因组还包含大量假基因和移动遗传元件，反映了适应过程中的重组进化和谱系特异性基因丢失（Callanan等人，2008年）。Callanan等人（2008年）还观察到L. helveticus缺乏许多与肠道定植相关的基因，这可能反映了其对乳制品生态位的特化适应。对L. helveticus CNRZ32的研究进一步表明，其基因组也经历了重组进化，这是乳制品相关LAB的常见适应趋势（Broadbent等人，2013年）。由于许多技术相关特性是菌株特异性的，即使来自同一生态位的菌株也可能表现出显著差异。因此，对来自不同生态位的菌株进行比较基因组研究对于阐明LAB的多样性和进化历史以及了解其生理和代谢机制至关重要（Chelladhurai等人，2023年；Schuster等人，2020年）。
高通量测序技术的进步以及测序成本的降低，使得比较基因组学成为研究微生物多样性的不可或缺的工具。全基因组测序和比较分析能够从遗传层面解析功能差异，并有助于筛选具有理想特性的菌株（Aziz等人，2023年）。Aziz, Naveed, Shabbir, Sarwar, Naseeb等人（2024年）通过基因组学和生物信息学分析阐明了Lactiplantibacillus plantarum HMX2的遗传多样性，该菌株拥有丰富的功能基因库。Liu等人（2022年）证明乳酸乳球菌亚种lactis可以划分为四个不同的组，这可能是由三次分化事件导致的，这些事件导致了遗传和表型分化。功能基因组分析进一步表明，这些分化事件驱动了与碳水化合物利用和乳酸生产相关的基因的强烈谱系特异性选择。在另一项研究中，Slattery等人（2010年）报告L. helveticus DPC4571不仅具有高蛋白水解活性，还携带多种关键蛋白水解基因和酶产物，使其适合作为起始菌株。此外，L. helveticus CNRZ32的完整基因组为这种广泛用作辅助菌株以提升奶酪风味和产生生物活性肽的菌株提供了遗传蓝图（Broadbent等人，2013年）。
尽管对L. helveticus的工业价值和生理功能进行了大量研究，但其群体遗传结构、功能基因分布模式及其在不同生态位中的表型多样性关联尚未得到系统研究。因此，本研究采用比较基因组学方法来描绘来自不同来源的L. helveticus的遗传背景、系统发育关系和群体结构。本研究还初步考察了发酵速率和ACE抑制活性的表型变异。通过阐明该物种多样性的基因组基础，本研究旨在提供关于生态适应机制的新见解，同时为合理选择和开发功能优化菌株提供遗传基础。
