禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失株相关毒力基因的RNA-Seq分析

本研究为筛选禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失后表达量变化的相关毒力基因,对禽致病性大肠杆菌AE17及pagP基因缺失株进行RNA-Seq测序,从中筛选出与毒力相关的差异基因并对其表达量的变化进行GO和KEGG分析。以|Fold-change|≥2且FDR≤0.05为条件从测序结果中筛选得到372个差异表达基因,其中339个基因表达上调,33个基因表达下调。GO功能分类结果显示差异基因主要集中在物质跨膜运输、转Class录调控以及生物膜的形成等功能注释;KEGG数据库显示,差异表达基因主要富集在鞭毛装配、双组分系统、脂多糖的生物合成以及ABC转运蛋白等通路。pagP基因缺失会引起相关毒力基因表达量的变化,根据RNA-Seq测序结果筛选出7个对APEC具有重要作用的毒力基因,为深入研究APEC的致病机理提供依据。     

鸡白痢沙门菌sptP基因缺失株的构建及其免疫保护效力评价

旨在评价鸡白痢沙门菌sptP基因缺失突变株对雏鸡的免疫保护效力,研制有效的鸡白痢沙门菌减毒活疫苗。利用λ-red同源重组技术构建鸡白痢沙门菌C79-13株的sptP基因缺失株C79-13ΔsptP,并分析其基本生物学特性;以1.0×10⁸菌落形成单位(CFU)的C79-13ΔsptP经口服免疫3日龄雏鸡,对雏鸡的体重与临床症状变化、血清IgG水平及外周血淋巴细胞增殖能力进行测定,并评价其亲本株C79-13攻毒后的免疫保护效力。PCR和测序结果表明成功构建了鸡白痢沙门菌sptP基因缺失株C79-13ΔsptP,该缺失株与其亲本株C79-13的生长特性和生化特性一致,但其毒力显著降低;免疫后,雏鸡的生长性能没有变化,C79-13ΔsptP能够诱导雏鸡产生显著的体液和细胞免疫应答反应;与对照组相比,攻毒后免疫组雏鸡的发病率和死亡率均显著降低。表明鸡白痢沙门菌sptP缺失株可对雏鸡提供有效的免疫保护,具有作为鸡白痢疫苗的潜力。     

高致病性2型猪链球菌截短型类枯草杆菌丝氨酸蛋白酶基因的鉴定和功能研究

【目的】克隆表达高致病性2型猪链球菌05ZYH33株的SspA截短型基因,验证其是否具有酶学活性,并构建该基因的缺失突变株细菌,探讨其在2型猪链球菌致病过程中所起的作用【。方法】构建SS2的SspA截短型基因05SSU0811原核表达质粒,表达并纯化05SSU0811蛋白,运用丝氨酸蛋白酶底物Succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-p-nitroanilide(pNa),通过显色反应检测表达产物的酶学活性;运用同源重组技术敲除05SSU0811基因,多重交叉PCR筛选敲除株并测序鉴定,动物试验分析05SSU0811基因缺失对细菌毒力的影响。【结果】成功表达并纯化05SSU0811蛋白,浓度约为3.5 g/L。丝氨酸蛋白酶活性测定试验证实其具有酶学活性;获得05SSU0811基因缺失突变株,小鼠攻毒试验表明,野生株攻毒的20只小鼠全部死亡,基因缺失突变株攻毒组死亡9只,死亡率45%,两组间死亡率有显著性差异。表明05SSU0811基因缺失的菌株毒力较野生株明显下降。【结论】05SSU0811基因编码的截短型丝氨酸蛋白酶仍然具有酶学活性,SS2的截短型基因SspA在高致病性2型猪链球菌的致病性方面具有一定作用。     

鸟分枝杆菌PhoP功能分析及其基因突变株的构建

【目的】对鸟分枝杆菌PhoP的功能进行分析及构建PhoP基因突变株,为深入研究PhoP的调控机制打下基础。【方法】利用PCR扩增出鸟分枝杆菌PhoP DNA结合区(PhoPC)编码序列,与表达载体p GEX-4T-3连接后,转化入大肠杆菌BL21(DE3)中表达GST-PhoPC融合蛋白。用凝血酶去除GST标签,制备PhoPC蛋白;利用PCR扩增出鸟分枝杆菌PhoP基因及其下游基因MAV0127、PhoU和Amt的启动子片段,采用凝胶迁移率移动试验(EMSA)分别检测PhoPC与PhoP、MAV0127、PhoU和Amt的启动子结合的情况。通过PCR扩增PhoP基因上、下游片段,构建PhoP基因缺失性同源核苷酸片段,与自杀质粒p GMB151连接后,通过电转化导入鸟分枝杆菌进行同源交换,利用PCR筛选出PhoP基因缺失突变株。【结果】EMSA结果显示,鸟分枝杆菌PhoP能与PhoP、MAV0127及Amt基因启动子结合,不能与PhoU结合。通过PCR和序列分析证实基因突变株的PhoP基因缺失了309个碱基。【结论】PhoP不仅可调控其下游基因MAV0127和Amt的转录水平,还可调控其自身基因的转录,但不参与调节PhoU二元调控系统。构建了PhoP基因缺失突变株,为进一步研究其在鸟分枝杆菌的调控功能奠定了基础。     

大肠杆菌三型分泌系统2转录调节子EtrA对禽致病性大肠杆菌致病性的影响

【背景】禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)是禽类主要病原菌之一,大肠杆菌三型分泌系统2 (Escherichia coli type III secretion system 2,ETT2)可通过转录调节子调控其致病性,但在APEC中转录调节子EtrA对其致病性的影响目前尚不清楚。【目的】研究ETT2中转录调节子EtrA对APEC致病性的影响。【方法】利用Red同源重组技术构建ETT2-etrA基因缺失株及回复株。比较生长性能、生物被膜形成、运动性及对血清敏感性的差异,基于RNA-Seq测序及Real-timePCR技术比较野生株和缺失株中与生物被膜形成、运动性以及毒力因子相关基因的转录水平。【结果】与野生株相比,缺失株及回复株生长特性无显著变化(P0.05),但APEC40-ΔetrA生物被膜形成能力和对血清敏感性明显增强(P0.001),运动性较野生株明显下降(P0.01),回复株的表型有所回复。转录组学筛选出7个毒力差异基因,生物被膜形成相关基因显著上调,参与影响细菌运动性的基因显著下调。qRT-PCR验证与转录组学结果一致。【结论】etrA缺失可以显著影响APEC的生物被膜形成、运动性及对血清的敏感性,这可为进一步探讨ETT2对APEC的致病作用提供参考。     

基于高通量测序技术分析番鸭呼肠孤病毒感染雏番鸭肠道转录组学的变化

番鸭呼肠孤病毒(Muscovy duck reovirus,MDRV)感染雏番鸭可导致肠道黏膜受损,造成肠黏膜免疫功能低下甚至丧失。为寻找番鸭呼肠孤病毒感染雏番鸭肠道组织免疫相关的差异表达基因,本研究建立番鸭呼肠孤病毒自然发病模型,在感染后3d、6d、21d采集同居感染组和对照组试验雏番鸭的空肠,对其进行高通量测序,对差异表达基因进行GO功能分类和KEGG数据库分析。结果显示,感染后3d、6d和21d分别筛选出2 297、5 860和3 721个差异表达基因;GO分子功能结果显示,免疫相关差异表达基因主要和免疫球蛋白的产生、T细胞活化和单核细胞趋化性等有关;KEGG通路富集结果显示,差异表达基因主要涉及在吞噬体、细胞溶质DNA传感途径、细胞因子-细胞因子受体相互作用、Toll样受体信号通路、Jak-STAT信号通路和RIG-I受体信号通路;荧光定量RT-PCR对差异表达基因进行验证,其结果与转录组学结果基本一致。本研究为进一步阐明MDRV感染导致雏番鸭肠道损伤和黏膜免疫抑制的机制奠定基础。     

高致病性2型猪链球菌plcR基因敲除株的构建及其相关生物学特性的研究

【目的】构建高致病性2型猪链球菌05ZYH33菌株plcR基因敲除株,通过比较突变株与野生株生物学特性的差异,研究plcR基因在2型猪链球菌致病过程中的作用。【方法】利用同源重组技术敲除plcR基因,多重交叉PCR及RT-PCR鉴定并测序验证。比较野生株与突变株基本生物学特性的差异,小鼠攻毒实验分析plcR基因缺失对细菌毒力的影响。【结果】经RT-PCR证实05SSU0241与05SSU0242共转录,通过多重交叉PCR及RT-PCR证实成功构建plcR基因缺失突变株,基本生物学特性显示突变株的生长速率、菌落形态、溶血活性均无显著改变,小鼠致病性试验结果显示,野生株攻毒的小鼠死亡率为70%,突变株攻毒的小鼠死亡率为40%,毒力较野生株显著降低。【结论】plcR基因作为2型猪链球菌有毒株基因组中特有的外源基因,在细菌致病过程中具有重要作用。     

kpsE和kpsD双基因缺失显著降低肠道外致病性大肠杆菌的毒力

【目的】探究荚膜对肠道外致病性大肠杆菌致病作用的影响。【方法】选取负责荚膜多糖转运的基因kpsE和kpsD,利用λRed重组系统构建APEC E058和UPEC U17荚膜缺失株E058ΔkpsED和U17ΔkpsED,并通过一系列的体内及体外试验对其生物学特性及致病性进行研究。【结果】双基因缺失株的生长速度较野生株没有明显差异,但缺失株抗血清补体杀菌能力和抗鸡巨噬细胞HD-11细胞吞噬能力显著下降。1日龄雏鸡LD50致病性试验结果显示,缺失株E058ΔkpsED和U17ΔkpsED对鸡失去致病力,而回复株毒力恢复至野生株水平;35日龄SPF鸡体内动态分布和竞争试验显示ΔkpsED缺失株在鸡体内定殖能力和竞争性生长能力显著下降,表明kpsED双基因的缺失能显著降低APEC E058和UPEC U17的致病力。【结论】荚膜与肠道外致病性大肠杆菌的致病性相关,是其重要的毒力因子。     

MDCK细胞和MDCK-G1细胞感染H1N1流感病毒后病毒滴度和细胞转录组表达差异分析

目的通过分析细胞表达基因及其相关信号通路的差异等信息,探索MDCK和MDCK-G1细胞株在接种H1N1流感病毒后出现病毒滴度和细胞生长趋势差异的内在生物学特性等原因。方法通过Illumina测序平台对2株细胞进行转录组测序(RNA sequencing, RNA-seq)和测序结果生物信息学分析后,选择了17个差异基因进行实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)验证。结果 MDCK和MDCK-G1细胞差异基因(differentially expressed genes, DEGs)|log_2(FoldChange)|0和padj≤0.05总数为2 786个。相比于MDCK细胞,MDCK-G1细胞有967个基因的表达显著上升,1 819个基因的表达显著下降。差异基因通过基因本体(Gene Ontology, GO)数据库富集功能注释和京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)进行通路分析发现,2株细胞在免疫调控和细胞生长周期调控上均存在差异,qRT-PCR验证的17个基因中有16个基因的表达趋势与转录组测序结果一致。结论 2株细胞的转录谱存在显著差异。     

毒力基因yqeH功能分析及对禽致病性大肠杆菌致病性的影响

【背景】禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)可引起禽类急性或亚急性感染,在近年新发现的大肠杆菌Ⅲ型分泌系统2 (Escherichia coli type III secretion system 2,ETT2)中,毒力基因yqeH对其致病性的影响尚不明确。【目的】探究yqeH在APEC致病过程中的作用,为后期深入研究ETT2致病机制奠定基础。【方法】利用Red同源重组技术构建yqeH缺失株ΔyqeH及其回复株CΔyqeH,通过运动性、生物被膜形成能力、抗逆性、抗血清杀菌能力等试验分析yqeH对APEC生物学功能的影响,并通过细胞黏附、侵袭试验、致病力测定及荧光定量PCR检测细胞炎性因子转录水平,探究yqeH对APEC感染宿主的影响。【结果】构建了缺失株ΔyqeH和回复株CΔyqeH;生物学特性试验结果表明,与野生株APEC81相比,缺失株ΔyqeH生物被膜形成能力、运动能力降低,对酸、碱、渗透压、氧化休克的耐受力降低,抗血清杀菌能力及致病力显著降低;与野生株APEC81相比,缺失株ΔyqeH对鸡气管黏膜上皮细胞的黏附及侵袭能...     

基于转录组测序的扎龙湿地野大麦耐盐性分析

通过转录组测序技术对扎龙湿地野大麦幼苗在200 mmol/L NaCl胁迫2 d后的叶片进行分析。对测序结果进行De novo拼接后,将差异表达基因在GO、KEGG数据库中进行比对注释。结果表明:NaCl胁迫2 d后,对照组与处理组分别获得Unigene序列61038个和46754个,检测到差异表达基因25465个,差异基因GO功能注释到3个大类的55个功能组。差异表达基因被注释到135个Pathway上,直观地显示出NaCl胁迫下野大麦幼苗体内发生调节及改变的代谢过程和信号通路,其中主要涉及光合作用、脯氨酸代谢、叶绿素代谢等途径。通过对野大麦幼苗叶片转录组分析,发掘相关耐盐基因,有助于培育野大麦及其近缘作物新品种,并对揭示植物耐盐性分子机制及相关代谢途径具有重要意义。     

ygeG基因对禽致病性大肠杆菌生物学特性及致病性的影响

【目的】本研究构建禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli, APEC) yge G基因缺失株,并对其进行生物学特性及致病性分析,探究yge G在APEC致病过程中的作用,为后期深入研究其所在的Ⅲ型分泌系统2 (type three secretion systems 2,ETT2)毒力岛的致病机制奠定基础。【方法】利用Red同源重组技术构建yge G缺失株APEC81-Δyge G及其回复株APEC81-CΔyge G,通过运动性、生物被膜形成能力、抗逆性、抗血清杀菌能力等试验分析yge G对APEC致病性相关的生物学功能的影响,并通过细胞黏附、侵袭试验及荧光定量PCR检测细胞炎性因子转录水平探究yge G对APEC感染宿主过程的影响。【结果】成功构建了缺失株APEC81-Δyge G和回复株APEC81-CΔyge G;与野生株APEC81相比,缺失株APEC81-Δyge G生长特性无显著变化(P>0.05),生物被膜形成能力显著降低(P<0.01),运动能力极显著升高(P<0.001),对酸休克和氧化休克的耐受力极显...     

毒力基因ompA在禽致病性大肠埃希菌外膜囊泡诱导鸡气管黏膜上皮细胞凋亡中的功能

【目的】探究毒力基因ompA在禽致病性大肠埃希菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)分泌外膜囊泡(outer membrane vesicle,OMV)诱导鸡气管黏膜上皮细胞(chicken trachea epithelium cells, CTECs)凋亡中的功能,为后期深入研究APEC-OMV的致病机制奠定基础。【方法】以APEC分离株AE17为野生株,利用CRISPR/Cas9系统构建ompA基因缺失株,利用表达载体pET-28a构建ompA基因过表达株,并分别提取野生株、缺失株、pET-28a空载株及过表达株的OMV。通过透射电镜、纳米颗粒分析、annexin V-FITC/PI双染检测及超微病理切片等实验探究毒力基因ompA在APEC-OMV诱导CTECs细胞凋亡中的功能。【结果】成功构建缺失株AE17ΔompA、空载株AE17-pET-28a及过表达株AE17-pET-28a-OmpA。与AE17的OMV(AE17-OMV)相比,AE17ΔompA的OMV(AE17ΔompA-OMV)颗粒浓度显著减少且平均粒径显著降低(P<...     

wzzE不影响禽致病性大肠杆菌雏鸭分离株LPS的表型北大核心CSCD

【目的】wzz参与很多革兰氏阴性菌O抗原的合成,并对细菌的致病性具有调控作用。在禽致病性大肠杆菌（Avian pathogenic Escherichia coli,APEC）中,存在Wzz蛋白超家族基因wzz E,目前尚未开展该基因对APEC脂多糖（LPS）的合成及致病作用研究,因此本研究开展了wzz E对APEC LPS合成以及生物学特性影响的研究。【方法】通过构建APEC DE17株的wzz E缺失株,开展对野生型和缺失株的LD50、黏附与入侵DF-1细胞、脂多糖表型及内毒素毒价等相关生物学特性的影响研究。【结果】结果表明,缺失wzz E的APEC,不影响细菌的生长特性。野生型、缺失株及回复株的LPS表型无明显差异。DE17Δwzz E与DE17的黏附与入侵结果无显著差异。血清型鉴定结果表明,缺失wzz E,不影响细菌的血清型。内毒素毒力检测结果DE17、DE17Δwzz E及CΔwzz E内毒素的毒价一致,为4×10~5 EU/mg。对7日龄樱桃谷鸭进行攻毒,测定各菌株的LD50,结果表明,与野生型相比,DE17Δwzz E缺失株毒力下降了10倍。【结论】wzz E缺失对LPS的表型无显著影响,但wzz E参与APEC的致病过程,然而wzz E对APEC毒力的调控机制仍有待进一步研究。     

京海黄鸡柔嫩艾美耳球虫感染后盲肠转录组分析

为了探究京海黄鸡感染柔嫩艾美尔球虫(E. tenella)后盲肠组织差异表达基因,以及球虫感染分子应答过程和免疫应答机制,试验采用RNA-seq技术对E. tenella感染和非感染组第7天的盲肠组织进行转录组测序,筛选差异表达基因,并进行差异基因的功能、通路富集分析。结果表明,在感染和非感染组中有显著差异的表达基因2 830个(P0.05),其中1 419个基因上调,1 411个基因下调。随机选取10个差异基因进行qRT-PCR验证,结果显示差异基因的表达倍数与RNA-seq检测结果显著相关(r=0.988,P0.000),决定系数达0.975。GO分析表明,有2 356个差异基因获得GO功能注释,显著富集的前30个GO terms主要涉及细胞交流、信号转导、血管生成、氧化还原酶活性等。KEGG分析发现差异基因显著富集的信号通路有黏着斑、细胞外基质-受体相互作用、过氧化物酶体增殖物激活受体等。这些通路中的差异基因有ANGPTL4、ACSL5、VEGFC、CD44和MAKP10等,提示这些基因在宿主柔嫩艾美耳球虫感染过程中发挥重要作用。     

猪轮状病毒感染小鼠肠道组织的转录组分析

猪轮状病毒（Porcine rotavirus,PoRV）是在世界范围内与严重腹泻疾病相关的主要肠道病原体,是新生仔猪肠炎和腹泻致死的重要原因之一。为了深入了解猪轮状病毒感染肠道后其致病机制以及引起宿主的抗病毒和修复机制,我们分别饲喂培养基和猪轮状病毒病毒液5d后,采取5 d、10 d、15 d、20 d、25 d小鼠空肠组织进行高通量转录组测序分析。利用基因本体论（Gene Ontology,GO）数据库功能富集分析、京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）通路富集分析差异表达基因（Differentially Expressed Gene,DEGs）,选取部分差异表达基因,进行qRT-PCR验证。结果显示,与对照组相比,5个时间段上调DEGs有849个,下调DEGs有824个。对DEGs进行5个功能富集,有共同差异基因15个。这些差异表达基因广泛参与脂质合成与代谢、免疫、细胞增殖、细胞凋亡等活动,主要注释到PPAR、NOD-like、IL-17等信号通路中。qRT-PCR验证上皮细胞增殖相关基因PBLD、C...     

双组分系统rcsC基因影响禽致病性大肠杆菌的致病性及相关生物学特性

【目的】双组分系统Rcs感受外界环境变化,并调控细菌的适应性及生存等。本文探讨Rcs双组分系统传感器激酶RcsC对禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)相关生物学特性及致病性的影响。【方法】采用Red同源重组的方法构建rcsC基因缺失株,并利用互补质粒构建互补株,然后比较野生株、基因缺失株与互补株的生长特性、运动性、生物被膜、凝集沉淀能力、致病力及毒力基因转录水平的差异。【结果】rcsC基因缺失不影响APEC的生长速度,然而,缺失RcsC导致APEC的运动能力升高、生物被膜形成能力降低和凝集能力增强。凝集试验结果显示rcsC基因有助于APEC的凝集沉降。细胞黏附入侵结果表明,rcsC在APEC侵袭DF-1细胞过程中发挥作用,而对黏附能力无影响。动物感染试验结果表明rcsC基因缺失能显著降低APEC的毒力。荧光定量PCR检测结果表明,rcsC基因缺失株中ompA、aatA、fyuA和luxS基因的转录水平均显著降低,而fimC和tsh基因的转录水平显著升高。【结论】RcsC参与调控APEC的运动性、生物被膜形成、凝集沉降和致病力。     

小菜蛾应对球孢白僵菌感染的免疫应答基因分析

通过室内生物测定,筛选对小菜蛾Plutella xylostella具有高毒力的球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株,分析小菜蛾应对球孢白僵菌浸染的免疫应答基因。采用新一代Illumina高通量测序技术对接种/感染48h与未接种的小菜蛾样品分别进行转录组测序,筛选差异表达基因;结合生物信息学分析差异表达基因的功能、分类及涉及的信号通路等。结果表明接种小菜蛾48h后诱导2 434个基因发生差异表达,包括1 080个上调基因和1 354个下调基因。GO分类结果表明,这些差异表达基因（DEGs）被注释到45个GO term中,包括23个生物学过程,12个细胞组分和10个分子功能。KEGG分析表明,1 308个DEGs被富集到25个功能途径,这些DEGs包括497个上调基因和811个下调基因。分析发现,DEGs编码蛋白包含肽聚糖识别蛋白、丝氨酸蛋白酶55、丝氨酸蛋白酶抑制剂以及细胞色素P450 6K1类的免疫相关蛋白。另外,组蛋白、磷酸泛酰半胱氨酸脱羧酶、双链RNA结合蛋白、黑芥子酶等基因在球孢白僵菌侵染过程中也高表达,推测这些基因可能参与小菜蛾应对球孢白僵菌侵染的免疫反应。研究结果为进一步研究小菜蛾免疫相关基因的功能奠定了基础。     

肠炎沙门氏菌鸡源株ompR 基因缺失株的构建及生物学特性与亲本株的比较

【目的】为了探讨ompR基因在肠炎沙门氏菌生物被膜形成及毒力中的作用。【方法】以肠炎沙门氏菌作为母本,运用自杀性载体pGMB151构建了ompR基因缺失株,结晶紫染色法和扫描电镜观察测定缺失株的生物被膜形成能力,细胞的吸附和侵入及小鼠攻毒试验测定缺失株的毒力。【结果】RT-PCR和蛋白表达证明了ompR基因缺失株构建成功;该缺失株不表达纤维素和菌毛,不形成生物被膜;上皮细胞吸附和侵入试验表明缺失株与野生株具有相同的吸附和侵入率;BALB/c鼠腹腔感染性试验表明,缺失株的半数致死量为106.67CFU,而野生株的半数致死量小于2 CFU。【结论】ompR基因既是肠炎沙门氏菌生物膜形成的调控基因,又是重要的毒力基因。     

rmlA 基因缺失影响禽致病性大肠杆菌的生物被膜形成

【目的】构建禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)rmlA基因缺失株,研究该缺失株的生物学特性。【方法】利用Red重组系统构建rmlA缺失株;比较野生株与缺失株在生长特性、运动性和生物被膜形成能力等方面的差异;运用Real-time PCR技术,比较野生株与rmlA缺失株对APEC部分毒力基因转录的影响。【结果】rmlA缺失株,不影响APEC的生长和运动特性,但生物被膜形成能力显著增强,且使luxS、irp2基因转录水平分别上调2倍、1.8倍,iucD、fyuA则下调25倍。【结论】APEC的rmlA基因可以影响禽致病性大肠杆菌的生物被膜形成能力及部分毒力基因的转录水平;而对APEC的生长、运动特性没有影响。