微生物全基因组测序组装中的g印填补方法

目的：研究和开发高通量测序全基因组组装过程中的填补gap的方法。方法：研究组装软件的算法,使用Perl语言编写自动填补gap的程序,并建立全基因组组装的流程。结果：提出了填补gap的末端延伸法,并使用Perl语言进行了编程;在对立克次体高通量测序的组装过程中,这些方法能大大减少gap的数量。结论：本研究提出的末端延伸法能够高效填补全序列组装过程中出现的gap,具有很强的实用性。     

肠道菌群核酸提取自动化流程的优化

目的:优化肠道菌群核酸提取自动化流程。方法:收集粪便样本,分别采用手工方法、核酸提取工作站提取核酸,然后利用液体工作站制备PCR反应液进行PCR扩增,最后采用文库工作站建库测序。结果:400μl样品用QIAamp~ Fast DNA Stool Mini Kit试剂盒裂解液裂解后,用MagMAX~(TM) Express 96机器提取核酸的方法与用QIAamp~ Fast DNA Stool Mini Kit试剂盒手工提取核酸的方法相比,测序得到的序列数基本一致,分析结果也没有明显区别;而单独采用MagMAX~(TM)Viral RNA Isolation Kit试剂盒提取核酸由于样品投入体积受限(50μl)、核酸浓度低、测序得到的序列数太少,不能满足后续的分析要求。结论:通过结合使用两种不同的试剂盒,可以实现核酸提取、PCR反应液配制及文库制备的全流程自动化操作,从而大大提高工作效率和结果的稳定性。     

应用高通量测序技术对蚊携带RNA病毒的检测研究

目的:基于高通量测序技术,分析我国不同边境地区蚊虫携带病原的多样性,为快速筛查蚊媒病原提供参考依据。方法:将采自不同边境地区的田间样品随机分为6组,提取病毒核酸,然后使用Ion S5 XL测序仪进行高通量测序,并进行生物信息学分析。结果:在6个蚊类混合样本中,有4个混合样本发现2种及2种以上的可疑病毒。结论:高通量测序检测体系有效地检测出蚊媒病毒的存在,初步揭示了蚊类所携带的病原体种类的多样性。     

一株粪肠球菌噬菌体的分离及其生物学特性研究

目的:利用临床耐药粪肠球菌分离裂解性噬菌体,为应用噬菌体治疗耐药粪肠球菌感染提供基础。方法:利用噬菌斑实验分离噬菌体并观察噬菌斑形态;双层平板培养法测定噬菌体效价、最佳感染复数及一步生长曲线;负染法电镜观察噬菌体形态;蛋白酶K/SDS法提取噬菌体基因组,酶切处理后琼脂糖凝胶电泳分析。结果:分离出一株噬菌体IME-EF1,该噬菌体能裂解多株临床分离的粪肠球菌;电镜观察呈蝌蚪形,最佳感染复数为1;通过绘制一步生长曲线,证明该噬菌体感染后的潜伏期为25 min,爆发期为35 min,裂解量为60 pfu。结论:研究结果表明利用临床分离的耐药粪肠球菌分离裂解性噬菌体是可行的,有望为耐药粪肠球菌的抗生素替代疗法奠定基础。     

采用高通量测序技术分析尾病毒目噬菌体基因组末端序列特点

证明噬菌体高通量测序中高频出现的序列即是噬菌体基因组的末端序列。在T3噬菌体基因组末端连接特异性序列接头,然后进行高通量测序,同时将不加接头的T3基因组也进行高通量测序,对测序结果进行生物信息学比较分析。采用类似高通量测序技术分析N4样噬菌体的全基因组序列。加接头的序列与无接头序列中的高频序列完全一致,证明了高通量测序过程中得到的高频序列就是加接头的基因组末端序列,同时证明T4样噬菌体的末端具有序列特异性而非完全随机,此外我们还发现N4样噬菌体基因组左侧末端具有唯一序列,而其基因组右侧末端不均一。高通量测序技术方便快捷,可用于噬菌体基因组末端和全基因组序列的同时测定。     

一株肺炎克雷伯菌噬菌体的生物学特性及全基因组分析

【背景】随着抗生素的广泛使用甚至滥用,细菌耐药性问题日益显著,利用噬菌体治疗耐药致病菌的方法重新开始被人们关注。【目的】对一株烈性肺炎克雷伯菌噬菌体vB_KpnP_IME279进行生物学特性研究及生物信息学分析。【方法】以一株多重耐药的肺炎克雷伯菌为宿主菌,从医院污水中分离噬菌体,应用双层平板法检测噬菌体效价、最佳感染复数(Optimal MOI)、一步生长曲线以及裂解谱,纯化后通过透射电镜观察噬菌体形态;应用蛋白酶K/SDS法提取噬菌体全基因组,使用Illumina MiSeq测序平台进行噬菌体全基因组测序,测序后对噬菌体全基因组序列进行组装、注释、进化和比较基因组学分析。【结果】分离到一株新的肺炎克雷伯菌噬菌体,命名为vB_KpnP_IME279;其最佳感染复数为0.1,一步生长曲线显示潜伏期为20 min,平均裂解量140 PFU/cell,电镜观察显示该噬菌体属于短尾噬菌体科(Podoviridae)。基因组测序表明,噬菌体基因组全长为42 518 bp,(G+C)mol%含量为59.3%。BLASTn比对结果表明,该噬菌体与目前已知噬菌体的相似性较低,基因组仅70%区域与已知噬菌体有同源性。构建噬菌体主要衣壳蛋白的基因进化树,分析了噬菌体IME279与其他短尾科噬菌体的进化关系,结果表明该噬菌体是短尾科噬菌体的一名新成员。【结论】分离鉴定了一株新的肺炎克雷伯菌噬菌体,进行了生物学特性、全基因组测序和生物信息学分析,为研究肺炎克雷伯菌噬菌体与宿主之间的相互作用关系以及治疗多重耐药细菌感染奠定了基础。     

一株新型裂解K63荚膜型肺炎克雷伯菌的噬菌体分离鉴定和生物学特性研究及全基因组分析

[背景]噬菌体具有特定的杀菌能力,对生态和细菌的进化具有重要影响。近年来由于多重耐药细菌的全球出现,噬菌体疗法逐渐引起了人们的关注。[目的]对一株新型裂解K63荚膜型肺炎克雷伯菌的噬菌体vB_KpnP_IME308进行生物学特性研究、测序和比较基因组学的分析。[方法]以一株从临床分离到的肺炎克雷伯菌为宿主菌分离噬菌体,应用双层平板法进行噬菌体最佳感染复数(optimal multiplicity of infection)、一步生长曲线(one-step growth curve)、温度以及pH敏感性实验测定,纯化噬菌体并通过透射电镜观察噬菌体形态;应用标准的苯酚-氯仿提取方案提取噬菌体全基因组,使用Illumina MiSeq测序平台进行噬菌体全基因组测序,测序后对噬菌体全基因组序列进行组装、注释、进化和比较基因组学分析。[结果]分离到一株新型的肺炎克雷伯菌噬菌体,命名为vB_KpnP_IME308;其最佳感染复数为0.001,一步生长曲线结果显示,其感染宿主菌的潜伏期约为20 min,裂解期约为80 min,平均裂解量330PFU/cell;噬菌体vB_KpnP_IME308在4-50℃和pH 5.0-10.0范围内稳定;电镜观察该噬菌体属于短尾噬菌体科(Podoviridae)。基因组测序结果表明,噬菌体基因组全长为43 091bp,(G+C)mol%含量为53.9%,(A+T)mol%含量为46.1%。BLASTn比对结果表明,该噬菌体与目前已知噬菌体基因组仅84%区域有相似性。噬菌体进化树结果表明该噬菌体属于Autographivirinae亚科的Drulisvirus属的成员。[结论]从医院污水中分离鉴定了一株新型的肺炎克雷伯菌噬菌体,表征并分析了噬菌体全基因组序列,这些结果均表明该噬菌体具有开发为抗肺炎克雷伯菌制剂的潜力,为噬菌体治疗多重耐药细菌感染奠定了基础。     

9种唇形科芳香植物挥发性萜类成分的比较分析

采用正己烷萃取法，结合GC-MS（气相色谱-质谱联用）技术，并通过谱库、保留指数和文献检索定性，内标法定量，分析9种唇形科芳香植物叶片的挥发性萜类成分并比较其差异，所得结果不仅为芳香植物的高效利用、合理开发提供参考，还为植物萜类的代谢研究提供依据。结果显示：从9种芳香植物中共检测到77种挥发性萜类物质，藿香中检测到的种类最多，为46种，迷迭香（35种）、百里香（33种）、药用鼠尾草（33种）和美国薄荷（31种）次之，石竹烯和蛇麻烯为9种植物共有成分。迷迭香中检测到的挥发性萜类的含量最高，其次是药用鼠尾草和藿香。单萜类成上分明显高于倍半萜类，因此迷迭香、药用鼠尾草、藿香、百里香和美国薄荷，较适宜作为提取挥发性萜类的材料；香蜂花只适宜柠檬醛的提取，牛至、凤梨鼠尾草和南欧丹参不适宜作为提取挥发性萜类的材料。上述芳香植物在正常环境中生成单萜类化合物的能力高于生成倍半萜类化合物的能力，可能与其含有的萜类合酶有关。