志贺菌基因组进化研究进展

志贺菌属(Shigella)是引起全球范围内细菌性痢疾的重要病原菌.近年来,多重耐药型和新血清型志贺菌的不断出现给志贺菌的监测和防控带来了新的挑战.基因组学的快速发展为深入了解志贺菌的进化来源、变异机制及传播规律等提供了极大的帮助,对控制细菌性痢疾的蔓延具有重要的科学意义.本文首先从遗传来源角度探讨志贺菌与大肠杆菌的进化关系及其可能的分子机制,随后对福氏、宋内和1型痢疾志贺菌的基因组进化进展进行了总结,详细描述了它们的时空分布特点以及耐药基因变异在进化中所发挥的作用,以期为志贺菌的研究和防控提供参考.     

痢疾志贺氏菌亚群的比较基因组学研究与进化分析

利用大肠杆菌K12 MG1655株全基因组ORFs和痢疾志贺氏菌A1型Sd51197株特异性ORFs探针制备的芯片, 研究了痢疾志贺氏菌13个血清型代表株的基因组组成. 结果显示, 该血清群成员的基因组中包含有2654个保守的源于大肠杆菌ORFs; 共同缺失了219个涉及前噬菌体基因、分子伴侣、特异性O抗原合成等大肠杆菌原有的基因; 并通过水平转移获得了一些特异性基因, 如Ⅱ型分泌系统相关组分、铁转运相关因子等. 根据基因组组成所作的进化树, 发现A1, A2, A8和A10这四型菌与其他痢疾志贺氏菌亲源关系较远. 研究所得结果为进一步深入探索痢疾志贺氏菌的生理过程、致病性和进化奠定了基础.     

痢疾志贺氏菌亚群的比较基因组学研究与进化分析

利用大肠杆菌K12MG1655株全基因组ORFs和痢疾志贺氏菌A1型Sd51197株特异性ORFs探针制备的芯片,研究了痢疾志贺氏菌13个血清型代表株的基因组组成.结果显示,该血清群成员的基因组中包含有2654个保守的源于大肠杆菌ORFs;共同缺失了219个涉及前噬菌体基因、分子伴侣、特异性O抗原合成等大肠杆菌原有的基因;并通过水平转移获得了一些特异性基因,如Ⅱ型分泌系统相关组分、铁转运相关因子等.根据基因组组成所作的进化树,发现A1,A2,A8和A10这四型菌与其他痢疾志贺氏菌亲源关系较远.研究所得结果为进一步深入探索痢疾志贺氏菌的生理过程、致病性和进化奠定了基础.     

粤北山区亚硬孔菌属的一个新种(英文)

本文报道了采集于广东省阳山县太平洞乡的一个亚硬孔菌属Rigidoporopsis Johan. &Ryv.新种,命名为大孢亚硬孔菌Rigidoporopsis macrospora G.Y.Zheng et Bi。三个国内新纪录:榆硬孔菌R.ulmarius(Fr.)Ryv.;薄皮蜡卧孔菌Ceriporia leptoderma(Berk.&Br.)Ryv.和新西兰背孔菌Chaetoporus novae-zelandiae(G.H.Cuna.)G.H.Cunn. 硬孔菌属和亚硬孔菌属的主要差别是:前者孢子光滑,非淀粉质反应;而后者则为轻微粗糙或具小疣,淀粉质或拟糊精质反应。另外,前者的担子较后者小得多。     

一株新的多重耐药福氏志贺菌噬菌体生物学特性及基因组分析北大核心CSCD

抗生素的大量使用和滥用造成细菌耐药性问题愈发严峻,噬菌体疗法作为一种精准治疗多重耐药病原菌的有效方法开始被人们日益重视。采用双层琼脂平板法从活性污泥中分离出多重耐药福氏志贺菌(Shigella flexneri)噬菌体P003,鉴定为肌尾噬菌体科(Myoviridae)。通过生物学特性测定表明P003的最佳感染复数为10,潜伏期约10 min;在4-70℃、pH 3.0-10.0的条件下保持活性。全基因组测序表明,噬菌体基因组长约68 721 bp,GC含量46.14%,预测编码99个开放阅读框(open reading frame,ORF),未发现已知耐药基因和毒力基因。全基因组多序列线性与进化树分析结果表明,P003与大肠杆菌噬菌体有较近的亲缘关系,但不能侵染大肠杆菌。从活性污泥原位分离到一株新的多重耐药福氏志贺菌噬菌体P003,为利用噬菌体疗法防治多重耐药病原菌S.flexneri感染提供了新的菌种资源。     

福氏2a志贺氏菌sitC插入突变体的构建、检测及微阵列分析

针对在低拷贝自杀质粒pCVD442中难以进行基因操作的缺陷,本研究将Gateway技术应用在了基因敲除前期的重组质粒构建过程。应用这一改进的系统构建了福氏2a志贺氏菌301株转铁相关基因sitC的插入突变体MTS。对突变体分别在培养基、细胞和动物实验水平进行了功能检测,并利用芯片技术进行了限铁条件下突变体和野生型菌株的表达谱比较。结果显示,添加150 µM铁螯合剂DIP（2,2’-dipyridyl）条件下,MTS生长水平明显低于野生株,补加铁离子或锰离子可使突变株生长回复到丰富培养基条件下的生长水平;在HeLa细胞和U937细胞的胞内存活增殖能力和胞间扩散能力以及豚鼠角膜结膜炎实验中,MTS没有显现出明显的毒力改变,但在HeLa细胞侵袭过程中添加65 µM的DIP,MTS的胞内存活增殖能力和Sf301相比下降了51.6%。限铁条件下的表达谱结果表明,整体上MTS对缺铁变化比Sf301更敏感,上调的基因比野生株多106个,主要涉及膜转运、氨基酸代谢和功能未分类基因,而下调基因中参与能量代谢和碳水化合物代谢的较多。缺铁条件下,已知的转铁相关基因普遍上调,且MTS中上调的基因数目及上调幅度要高于Sf301。此结果再次证实了Sit铁转运系统对志贺氏菌生长的重要性。     

来自南极洲类诺卡氏菌(Nocardioides sp.) InS609-2的全基因组序列分析

【背景】类诺卡氏菌（Nocardioides sp.） InS609-2是一株分离自南极洲罗斯海特拉诺瓦湾的恩克斯堡岛土壤中潜在的极地放线菌新种。尚无研究报道Nocardioides sp.InS609-2的全基因组序列，缺少对其功能基因、代谢产物合成途径及比较基因组学等的研究。【目的】解析Nocardioides sp.InS609-2的基因组序列信息，以深入挖掘次级代谢产物基因资源。【方法】利用Illumina HiSeq高通量测序平台对菌株InS609-2进行全基因组完成图测序，使用相关软件对测序数据进行基因组组装、基因预测和功能注释、预测次级代谢产物合成基因簇和共线性分析等。【结果】基因组最后得到的总长度为4 524 052 bp，G+C含量为69.42%，预测到4 656个基因、56个tRNA和6个rRNA。根据Nocardioides sp.InS609-2的全基因组测序结果，分别有3 761、3 052、1 767、4 134和2 725个基因在COG、GO、KEGG、NR和Swiss-Prot数据库中提取到注释信息。同时，还预测得到19个次级代谢产物合成基因簇。基因组测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为CP060034。Nocardioides sp.InS609-2与N. dokdonensis CP015079、N. yefusunii CP034929、N. euryhalodurans CP038267、N. seonyuensis CP038436、N. daphniae CP038462和N. okcheonensis CP087710这6株基因组同源性比较高的类诺卡氏菌进行共线性分析和蛋白聚类分类分析，得到的结果是7个基因组间既有保守性又各自有独特性。七个基因组共有44个蛋白聚类簇。最后进行16S rRNA基因系统发育树、泛基因组、core基因组和基因组进化树分析，进一步挖掘了Nocardioides sp.InS609-2的基因组信息。【结论】从基因组层面上预测了Nocardioides sp.InS609-2的次级代谢产物的生物合成基因簇，为InS609-2的后续相关研究提供了参考信息，具有重要意义。     

引起芭蕉芋细菌性软腐病的玉米迪基氏菌(Dickeya zeae)CE1的全基因组序列及比较基因组学分析

【背景】玉米迪基氏菌(Dickeya zeae)可引起香蕉、水稻等重要作物的细菌性软腐病,并造成巨大的损失。芭蕉芋抗性较好且与病虫害相关的报道很少,本研究团队首次报道了由D.zeae CE1引起的芭蕉芋细菌性软腐病。【目的】揭示CE1菌株的全基因组序列,并与同样来源于广东香蕉和水稻的D. zeae菌株作比较基因组学分析,初步探讨D. zeae种内不同病原细菌在与寄主互作过程中可能存在的遗传分化机制。【方法】采用三代测序结合二代测序对CE1菌株进行完整基因组测序,利用比较基因组学方法分析该菌株与香蕉和水稻菌株的进化关系和基因组特征差异。【结果】细菌基因组测序表明,CE1菌株的完整基因组大小为4 714 731 bp,注释预测到4 052个编码基因。与芭蕉芋和香蕉两个寄主亲缘关系类似,基因组比较分析发现来自芭蕉芋和香蕉的病菌菌株亲缘关系较近,它们在遗传进化上明显不同于水稻菌株。基因家族分析表明,编码重要致病因子如细菌分泌系统、鞭毛蛋白、胞外多糖、规律间隔成簇短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,C...     

中国刺触螨科一新纪录亚属及两新种记述(蜱螨亚纲,水螨群,刺触螨科)

记述了采自宁夏回族自治区泾源县野荷谷和新疆维吾尔族自治区吐鲁番市三堡乡的中国刺触螨科一新纪录亚属:杂刺触螨亚属Mixosperchon Viets,1926及两新种:凹须刺触螨Sperchon(Mixosperchon)curvipalpis Zhang et Jin,sp.nov.和吐鲁番刺触螨Sperchon(Mixosperchon)turfanensis Zhang et Jin,sp.nov..模式标本保存于贵州大学昆虫研究所.     

克雷伯氏菌属(Klebsiella)细菌比较基因组学分析揭示多复制子抗性质粒介导广泛的抗性基因传播

[目的] 研究克雷伯氏菌与多复制子抗性质粒间的关系,分析细菌携带多复制子质粒对抗生素环境的响应机制。[方法] 以2018-2020年分离的56株不同来源克雷伯氏菌（Klebsiella sp.）分离株为研究对象,利用微量肉汤稀释法评估其多重耐药表型,对分离菌株进行全基因组测序（WGS）,通过细菌全基因组关联分析（BGWAS）技术和比较基因组学方法深入解析多复制子抗性质粒形成的机制。[结果] 耐药表型分析发现野生动物来源的菌株具有更广的耐药谱系,总体Klebsiella sp.对氨苄西林表现出很高的耐药率（80.36%）,尤其是马来穿山甲来源菌株对头孢类抗生素高度耐受,同时对氯霉素、左氧氟沙星和复方新诺明等药物耐受,基因组分析发现这些菌株携带了抗性质粒和更多的抗生素抗性基因。进一步对69个质粒序列分析,发现有28个质粒为多复制子质粒,主要携带bla_CTX-M-15、bla_CTX-M-14、bla_CTX-M-55、bla_OXA-1和bla_TEM-1等β-内酰胺酶基因。细菌携带质粒类型分析认为Klebsiella pneumoniae可能是多复制子质粒的重要宿主,质粒骨架与结构分析发现多复制子质粒多由2个或2个以上单个质粒融合而成,携带此类质粒的菌株不仅获得了更广的耐药表型,而且在全球传播扩散分布逐年增加,因此产生对抗生素环境更强的适应性。[结论] 多重耐药性细菌呈现的表型与携带的多复制子质粒有关,相比较下多复制子质粒比非多复制子质粒有更强的抗性基因携带能力,或许是细菌在强大的抗生素压力下产生的重要响应机制。本研究对于未来探索细菌抗性基因的传播扩散机制具有重要意义。     

西班牙桉树林下土小平盘菌复合群中两个独立的种——暗柔膜菌属一新组合及一新种:分类、分子生物学、生态与分布(英文)

土小平盘菌复合群原产澳大利亚,其中两个土生种在西班牙报道,很可能是在18世纪中叶引入西班牙。根据形态学特征和序列分析的结果,建立一个新组合和一个新种,分别定名为Phaeohelotium undulatum comb.nov.和Phaeoh.succineoguttulatum sp.nov.。对其宏观和微观形态特征进行了详尽的描述和图示,ITS rDNA序列分析的结果显示,它们以100%的支持率与Phaeohelotium monticola聚类在同一个分支。文中提供了该复合群Phaeohelotium属5个土生种的分种检索表,并对它们的生态习性与世界分布进行了深入讨论。     

中国颊脊隐翅虫属二点与一点颊脊隐翅虫亚属三新种(鞘翅目,隐翅虫科,隐翅虫亚科)

记述中国颊脊隐翅虫属Quedius二点颊脊隐翅虫亚属Microsaurus和一点颊脊隐翅虫亚属Raphirus 3新种,李氏二点颊脊隐翅虫Quedius(Microsaurus)lii sp.nov.,肖氏二点颊脊隐翅虫Quedius(Microsaurus)xiaoae sp.nov.,和粪一点颊脊隐翅虫Quedius(Rphirus)coprobius sp.nov..李氏二点颊脊隐翅虫至今未归入任何种群,可能代表一个新群,肖氏二点颊脊隐翅虫隶属二点颊脊隐翅虫亚属的穆柯颊脊隐翅虫群mukuensis,粪一点颊脊隐翅虫为一点颊脊隐翅虫亚属的里颊脊隐翅虫群intricatus的成员.     

一株产耐高温DNA 酶和蛋白水解酶的沙雷氏菌FS14 (Serratia sp. FS14) 的分离与鉴定

通过组织分离法从白术病害样品的茎秆部位分离到一株产红色色素的细菌FS14,参照《伯杰氏细菌鉴定手册》,根据其形态学特征、生理生化特性,同时结合16S rDNA序列分析结果,发现该菌属于沙雷氏菌属。研究还发现,从白术茎秆中分离到的这株中温型沙雷氏菌FS14能分泌耐高温的DNA酶和蛋白水解酶,甚至在100 oC预处理30 min后仍有活性。沙雷氏菌能分泌耐高温的DNA酶和蛋白水解酶还未见报道。