一株羊源A型多杀性巴氏杆菌的全基因组测序及生物学特性分析

[背景] 多杀性巴氏杆菌（Pasteurella multocida,Pm）是一种革兰氏阴性菌,可引起动物和人类的呼吸道疾病和败血症等。本实验室前期分离鉴定一株A型Pm HN02菌株。[目的] 通过对HN02菌株的全基因组测序及生物信息学分析,扩充多杀性巴氏杆菌的基因组数据库信息;通过毒力基因鉴定和系统进化树分析,明确该菌株含有的毒力基因和遗传进化关系,为临床预防和诊断提供理论依据。[方法] 使用单分子实时测序（Single Molecule Real Time Sequencing,SMRT）技术对Pm HN02菌株进行全基因组测序,利用Illumina测序校正后进行基因功能注释和生物信息学分析。使用PCR鉴定菌株毒力基因,并构建进化树进行分析。[结果] Pm HN02菌株全基因组大小为2 333 292 bp,GC含量为40.15mol%,预测到的编码基因有2 389个,包含19个rRNA （6个23S rRNA、6个16S rRNA、7个5S rRNA）、62个tRNA基因、5个sRNA;含84个串联重复序列、66个小卫星DNA、2个微卫星DNA、9个基因岛、9个前噬菌体;分别有1 648、2 190和1 917个基因注释在GO、KEGG和COG数据库中,而且大部分富集于Pm的代谢过程;还有85个III型分泌系统效应蛋白、191个表型突变基因、165个毒力因子相关基因。根据分析结果绘制该菌株的全基因组圈图,并将基因组信息提交至NCBI后获得登录号cp037865。PCR鉴定发现该菌株含有fimA、toxA等14个毒力基因,缺失了tadD等毒力基因。系统进化树分析发现该菌株同北京的Pm3菌株（MH150895.1）进化关系最接近。[结论] 研究完成了A型Pm HN02株的全基因组测序和生物学特性鉴定,揭示了其同国内外Pm分离株的进化关系,为预防Pm疾病流行和探索Pm致病机制提供了参考。     

多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株的构建及鉴定

【目的】构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,并验证其致病性。【方法】采用正向筛选同源重组技术构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,利用PCR对突变株进行鉴定,分析其遗传稳定性、生长特性和致病性。【结果】成功构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,连续传代20代,遗传稳定;突变株体外生长曲线表明,在前6h生长速度稍慢于亲本菌,随后两者生长速度一致。对小鼠的致病性试验表明:经腹腔注射aroA基因缺失突变株在1.0×106 CFU对小鼠无致死性,而亲本菌株在1.0×102 CFU对小鼠是致死性的。【结论】本研究获得多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,对小鼠的致病性是减弱的。多杀性巴氏杆菌突变株的构建有助于研究其致病机理。     

牛源多杀性巴氏杆菌的分离与初步鉴定

【目的】本研究旨在对引起犊牛呼吸道综合征的多杀性巴氏杆菌进行分离鉴定,分析其亲缘关系和毒力基因的分布情况。【方法】收集2017年8月至2018年4月疑似患有犊牛呼吸道综合征的病牛鼻拭子进行细菌分离培养,对菌落形态和染色疑似巴氏杆菌的菌株进行16S rRNA测序和血清型鉴定,选择巴氏杆菌7类23种毒力基因,筛查临床分离株的毒力基因的分布。【结果】从8个省份的237份病料中分离出31株多杀性巴氏杆菌,分离率为13.1%。16S rRNA测序分析表明31株A型多杀性巴氏杆菌属于同一亚群,其序列同源性与中国分离株HB01以及国外分离株USDA-ARS-USMARC-60712、USDA-ARS-USMARC-60214、ATCC 43137以及36950亲缘关系较近。对分离出的31株A型多杀性巴氏杆菌的7类共23种毒力基因鉴定,结果显示31株多杀性巴氏杆菌所携带的毒力因子大多分布在17–19个,且集中度较高。【结论】A型多杀性巴氏杆菌为犊牛呼吸道综合症的主要流行血清型,通过对多杀性巴氏杆菌的临床分离株进化树和毒力基因分析,内蒙古、黑龙江、新疆、山西以及河北的7株分离株进化来源于同一分支,且均缺失毒力基因tadD和hgbA及携带毒力基因hsf-1,提示着其亲缘关系可能与其携带的特定毒力基因存在一定相关性。该研究为犊牛呼吸道综合征的病原学调查和多杀性巴氏杆菌流行病学调查提供了参考数据。     

多杀性巴氏杆菌抗原的研究进展

多杀性巴氏杆菌在自然界分布广泛,是畜、禽、野生动物及人类的一种共患性病原,可以在同种和不同种的动物间传播,并引起多种畜禽巴氏杆菌病,本文就多杀性巴氏杆菌的抗原成分进行概述。     

致赤大袋鼠皮肤化脓的荚膜血清A型多杀性巴氏杆菌的分离鉴定

正多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)是巴氏杆菌属的成员之一,能感染鸡、鸭、兔、猪和牛等多种家养动物和部分野生动物,不同动物感染后的疾病命名不同,如禽霍乱(Eveleth et al.,1949)、猪肺疫和牛出血性败血症(陆承平,2001)。该菌为革兰氏阴性球杆菌或短杆菌,新分离菌株瑞氏染色两极着色明显,有荚膜,人工培养     

兔多杀性巴氏杆菌铁调节外膜蛋白（IROMPs）抗原交叉性试验

分别以含铁培养基和限铁培养基培养4株兔多杀性巴氏杆菌JS、C51—2、C51-3及C51—17株,用刚果红结合试验初步分析铁调节外膜蛋白(IROMPs)表达情况,同时破碎菌体,提取外膜蛋白,经SDS-PAGE比较这4株细菌在正常培养条件、富铁培养条件及限铁培养条件时外膜蛋白的表达差异,结果表明：限铁培养时,细菌表现出对刚果红染料较强结合性,且这4株巴氏杆菌均表达数种高分子量的IROMPs,主要有147kD、135kD、99kD、94kD、82kD及72kD蛋白带,4株之间存在一定的差异,而正常或富铁条件培养时均不表达上述条带。免疫印迹结果显示,正常条件培养的全菌(C51—17株)抗血清中不含有针对IROMPs的抗体,限铁培养的C51-17株IROMPs可诱导机体产生相应抗体,并且能与JS、C51—2及C51-3株的IROMPs发生抗原交叉性反应。同时用间接ELISA检测C51—17株3种IROMP(99kD、94kD和87．6kD)的交叉抗体效价,结果这3种抗血清均与其它3株的产生较高的交叉抗体滴度。     

点滴复膜酵母兔源分离株基因组测序及比较分析

点滴复膜酵母Cyniclomyces guttulatus是一种定殖及生长于犬、兔、豚鼠、龙猫、大鼠和小鼠等动物胃肠道内的真菌。与大多数传统酵母相比,点滴复膜酵母具有耐酸(pH 1.5-4.5)、耐高温(38-42 ℃)的独特生长特性,可在体外快速增殖。腹泻动物粪便中可见大量点滴复膜酵母,尽管没有直接证据表明感染点滴复膜酵母会引起明显病状,但其被认为是多种动物的机会性致病菌。本研究通过全基因组测序和转录组测序明确点滴复膜酵母的基因结构和注释信息,获得点滴复膜酵母的系统性基因组和转录组数据。结果显示基因组大小为29.71 Mb,包含11 307个基因,转录组大小为17.67 Mb,GC含量分别为43.02%和43.09%;mRNA、CDS、外显子和内含子的平均长度分别为1 476、1 447、1 374和540 bp;点滴复膜酵母存在517个独特的基因家族,共包括1 162个基因,该酵母的独特基因特点为后续研究奠定基础。比较分析结果表明,点滴复膜酵母的基因组大小和数量明显大于其他12种酵母,提示该酵母可能存在全基因组复制,这可能与其独特的胃肠道定殖、耐酸和耐高温生长特性密切相关。     

一株猪葡萄球菌的分离鉴定、生物学特性研究及全基因组测序分析

【背景】2021年6月,广东省茂名市某散养户送检了一头发病仔猪,猪身上长有脓疱,四肢关节肿大,关节内可见脓液。【目的】确定引起仔猪发病的病原菌,分析其药物敏感性,为临床用药提供指导;对分离菌株进行全基因组序列分析,挖掘其毒力因子和耐药基因,揭示该菌致病和耐药的分子机制。【方法】取关节脓液分离细菌;通过革兰氏染色、16S rRNA基因和全基因组测序分析,鉴定细菌种类;通过溶血试验、血浆凝固酶试验和生长曲线测定,确定分离菌株的溶血活性、血浆凝固酶活性和生长特性;用小鼠感染模型评估分离菌株的致病性;用纸片扩散法测定分离菌株的药物敏感性;通过全基因组序列分析挖掘分离菌株的毒力因子和耐药基因。【结果】分离菌株被鉴定为猪葡萄球菌(Staphylococcus hyicus);该菌不溶血,无血浆凝固酶活性,在胰蛋白胨大豆肉汤培养基中于37℃、120r/min条件下生长良好;小鼠感染试验结果显示,该菌具有高致病性;药敏试验结果显示,该菌对苯唑西林、大观霉素等7种药物敏感,对青霉素G、红霉素等9种药物耐药;全基因组序列分析结果显示,该菌携带多个毒力因子和耐药基因。【结论】从发病仔猪的关节脓液中分离到一株猪葡萄球菌,可用苯唑西林、大观霉素等药物防控该菌感染;解析了该菌的基因组信息,为后续深入研究该菌致病和耐药的分子机制奠定了基础。     

林麝源蜡样芽孢杆菌SCBCM001株的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】细菌性疾病是林麝规模化养殖的重要制约因素,蜡样芽孢杆菌曾在林麝化脓灶中检出,但是目前对林麝源蜡样芽孢杆菌的研究报道很少。【目的】对分离自病死林麝肝脏中的一株疑似蜡样芽孢杆菌进行分离鉴定和全基因组序列分析,为林麝相关疾病的防治奠定基础。【方法】将病原菌纯化培养后,对病原菌进行生化试验、药敏试验和小鼠致病性试验;并通过第3代单分子测序技术进行全基因组测序,根据测序结果进一步评估物种间的亲缘关系,并进行基因功能注释和遗传进化分析。【结果】该病原菌经平均核苷酸相似度分类和系统发育树分析属于蜡样芽孢杆菌群,生化结果符合蜡样芽孢杆菌的一般特征,将分离菌株命名为SCBCM001。该菌株对小鼠的半数致死量为8.3×107 CFU,对大多数β-内酰胺类、四环素和磺胺异噁唑耐药,对氨基糖苷类、头孢氨苄、头孢哌酮和亚胺培南等药物敏感;全基因组测序结果表明该菌株的染色体大小为5292570bp,GC含量为35.37%,多位点序列分型显示该菌株属于ST427序列类型。在菌株SCBCM001基因组内发现hblA、hblC、hblD、nheA、nheB、clo和cytK等多种毒力因子,同时菌株携带对β-内酰...     

一株污水源多重耐药大肠杆菌的耐药性检测及全基因组测序分析

【背景】水体环境分布广、流动性强,是耐药菌和耐药基因传播的主要媒介。【目的】了解北方污水厂大肠杆菌携带的耐药基因及可移动遗传元件情况。【方法】从北方污水厂筛选出一株多重耐药大肠杆菌,通过药敏试验进行耐药性检验,采用96孔板法测定菌株的最小抑菌浓度,利用酶标仪探究亚抑菌浓度抗生素对菌株生长的影响,并对菌株进行全基因组测序,对其携带的耐药基因及可移动遗传元件进行预测。【结果】大肠杆菌WEC对四环素、环丙沙星、诺氟沙星和红霉素具有耐药性,亚抑菌浓度的四环素、环丙沙星和诺氟沙星能够延缓或抑制菌株的生长。WEC菌株的基因组中包含一条大小为4 782 114 bp的环状染色体和2个大小分别为60 306 bp (pWEC-1)和92 065 bp (pWEC-2)的环状质粒。菌株共携带129个耐药基因,其中128个位于染色体上,在染色体上预测到原噬菌体、基因岛及插入序列的存在,部分可移动遗传元件携带有耐药基因。质粒pWEC-1中无耐药基因,pWEC-2含有1个耐药基因,在质粒基因组中预测到原噬菌体和插入序列。【结论】污水源大肠杆菌WEC是一株多重耐药菌株,其基因组中携带耐药基因和多种可移动遗传元件...     

一株花椒根腐病拮抗菌的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】花椒根腐病的防治一直是生产中难以解决的问题,优良生防菌的筛选是微生物菌剂研发的重要方向。【目的】解析花椒根腐病拮抗菌T-1的遗传信息,深入挖掘其拮抗基因簇资源,揭示该菌的拮抗机制。【方法】采用平板对峙法、形态观察、生理生化测定结合分子生物学等方法进行拮抗菌的分离鉴定,同时对菌株进行全基因组测序,并对其序列进行分析及比较基因组学分析。【结果】分离获得的菌株经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,编号T-1,该菌对花椒根腐病的抑制率可达72%,可使菌丝前端的生长严重受阻,抑菌谱检测和花椒根片的离体拮抗试验结果表明,拮抗菌T-1具有较广的抑菌活性且离体状态下对花椒根片具有一定的拮抗作用。其全基因组序列数据提交到NCBI的SRA数据库中获得登录号为SRX11086663,基因组总长为3 886 726 bp,GC含量为46.42%,全基因组中有4015个编码基因,占总基因组的89.74%,比较基因组学分析结果显示,菌株T-1与贝莱斯芽孢杆菌模式菌株FZB42相似性高,拮抗基因簇预测结果发现B. velezensis T-1基因组序列中有12个编码次级代谢产物基因合成簇,其中8个与已知功能基因簇高度相似...     

猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌多重实时荧光PCR方法的建立

【背景】猪链球菌(Streptococcus suis,SS)和猪多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)都是能引起宿主致病的人畜共患病原菌,常出现混合感染,临床诊断上易与猪瘟、猪丹毒等混淆。【目的】快速、有效鉴别猪链球菌病和猪多杀性巴氏杆菌病,建立一种能同时检测2种病原的多重实时荧光定量PCR检测方法。【方法】基于猪链球菌的gdh基因和猪多杀性巴氏杆菌的plpE基因,设计2对特异引物及TaqMan探针,以细菌16S rRNA基因设计通用引物及探针,通过对反应条件优化,建立了一种能同时检测猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌的多重实时荧光定量PCR检测方法。【结果】该方法能够特异性地检测猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌,与细菌分离后的测序结果验证完全一致。此方法对重组质粒标准品的最低检出浓度分别为4.53×10²copies/μL和3.97×10²copies/μL。重复性试验结果显示,该方法的组内和组间变异系数均小于3%。【结论】本实验所建立的方法准确、简便、可靠,能够用于2种病原菌的同时检测,为猪链球菌病和猪多杀性巴氏杆菌病的防治提供了有效的检测工具,具有重要的流行病学意义和临床应用价值。     

鸭源鸡杆菌的分离鉴定及其全基因组序列分析

【背景】鸭源鸡杆菌作为一种条件致病菌能引起家禽卵巢炎、输卵管炎和腹膜炎等疾病,严重威胁养殖业的发展。【目的】四川某养鸡场送检了一批疑似感染鸭源鸡杆菌的病死鸡,为探究其感染机制与防治方法,对该菌进行分离鉴定及全基因组测序分析。【方法】从病料中分离并纯化细菌,再依次进行生化试验、16S rRNA基因序列分析和药敏试验,同时通过全基因组测序对其进行物种分型与毒力、耐药等基因功能注释及遗传进化分析。【结果】该分离菌被鉴定为鸭源鸡杆菌,菌株命名为TS0001,药敏试验显示其仅对硝基呋喃类和少数β-内酰胺类药物敏感,对部分β-内酰胺类、氯霉素、部分氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类和磺胺类药物具有耐药性。全基因组序列长度为2 626 722 bp,蛋白质编码基因功能注释显示其有较强的自我加工修饰能力,全基因组注释到83个与毒力因子和耐药性相关的基因,包含4个前噬菌体区域。序列类型分析结果显示,该菌株为ST69型,而且管家基因联合建树表明其与墨西哥普通家鸡分离株7990一致性最高。【结论】本研究为鸭源鸡杆菌的感染机制与防治研究提供了参考,丰富了后续研究的分子生物学背景。     

一株屎肠球菌烈性噬菌体的分离鉴定及基因组测序分析

【背景】屎肠球菌为ESKAPE(由屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属六大超级细菌的拉丁学名首字母组成)病原体之一,对多种抗菌药物具有耐药性,严重威胁全球人类健康,被世界卫生组织列入亟须研发新抗菌药的病原体名单。【目的】分离针对屎肠球菌的烈性噬菌体,测定其基本生物学特性并进行基因组测序分析,为屎肠球菌噬菌体疗法提供原料。【方法】从牧场污水中分离筛选出一株烈性屎肠球菌噬菌体,命名为Enterococcus phage 1A11,通过透射电镜观察噬菌体的形态,测定其最佳感染复数、一步生长曲线和裂解谱,并进行全基因组的测序和分析,以阐释该噬菌体的基本生物学特性。【结果】电镜下可观察到屎肠球菌噬菌体1A11具有典型的正二十面体头部结构和较长的尾部结构,属于有尾病毒目长尾病毒科,而且测得其最佳感染复数为0.01,裂解周期为70 min,潜伏期为30 min,暴发期为40 min,并特异性地对部分屎肠球菌产生裂解作用。噬菌体1A11的基因组大小为42 750 bp,GC含量为34.71%,含有70个推定的开放阅读框(open reading frame, O...     

全基因组测序技术对沙门氏菌血清型和耐药性的预测能力分析

【目的】评价全基因组测序技术在沙门氏菌血清型和耐药性检测方面的应用能力。【方法】对我国1950–2015年分离的290株鸡源沙门氏菌用常规检测方法进行了血清分型和药敏试验;提取全基因组进行测序,应用SeqSero和ResFinder数据库分析沙门氏菌的血清型和耐药性;对用常规检测方法和全基因组测序分析方法得到的血清型和耐药性结果进行比较,分析两种方法所得结果的符合性情况。【结果】沙门氏菌的主要血清型为肠炎和鸡白痢(≥84.5%),常规检测方法和全基因组测序分析方法在沙门氏菌血清分型方面的总体符合率为97.6%。对11种抗菌药物的最小抑菌浓度(MIC)检测结果显示,沙门氏菌对磺胺异噁唑(39.3%)、氨苄西林(39.0%)和粘菌素(39.0%)的耐药率较高,对其他抗菌药物的耐药率较低。全基因组测序分析能够100%预测美罗培南、氟苯尼考、阿奇霉素和阿莫西林/克拉维酸的耐药性,而且对恩诺沙星、四环素、复方新诺明、氨苄西林、头孢噻呋、磺胺异噁唑的预测符合率均超过95.0%。【结论】本研究结果表明,全基因组测序技术对沙门氏菌的血清分型和耐药性的预测具有较高的准确性和敏感性,是分析沙门氏菌血清型和...