细菌分类与鉴定的新热点：16S—23S rDNA间区

随着分子生物学的迅速发展,细菌的分类鉴定亦从传统的表型分类进入到各种基因型分类水平、如（G＋C）mol%、DNA杂交、rDNA指纹图、质粒图谱和16S rDNA序列分析等。rRNA存在于所有细菌中,rRNA基因由保守区和可变区组成,在细菌中高度保守。rRNA基因包含5‘端到3‘端的若干种成分,分别是16S rDNA、间区、23S rDNA、间区和 5S rDNA。16S－23S rDNA间区近年来在细菌系统发育学,特别是相近种和菌 区分和鉴定方面倍受关注。作为细菌分类和鉴定中的一个热点,本文将就16S－23S rDNA间区的一些特性及其胡细菌分类鉴定方面的作用做一简要的介绍。     

基于PCR-RFLP技术鉴定常见食源性致病菌

根据细菌核糖体基因16S rRNA保守端400 bp大小区段特征设计引物,应用聚合酶链式反应连接的限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)方法建立一种新型灵敏的食源性致病菌鉴定技术。首先用特异性引物对9属19种细菌基因进行PCR扩增,扩增产物应用7种限制性内切酶Eco52Ⅰ、HindⅢ、MboⅠ、MluⅠ、PstⅠ、SalⅠ和XbaⅠ进行消化酶切,再利用琼脂糖凝胶电泳分辨酶切DNA片段大小数目,分析不同种属细菌酶切产物态型,从而进行基因型鉴别,针对16S rRNA基因片段利用RFLP进行分析,结果表明:19种致病菌表现出10种特异性的RFLP图谱,可准确鉴定区分9属细菌,最低检测限可以达到1 pg/μL。这证明PCR-RFLP技术可用于常见食源性致病菌的快速鉴定。     

基于16S rRNA和HSP60基因序列分析粘细菌孢囊杆菌亚目形态分类的种属之间的亲缘关系

[目的]利用16S rRNA和HSP60基因分子标记分析鉴定形态分类特征不稳定的粘细菌种属.[方法]利用粘细菌的传统分离纯化方法从土壤中分离粘细菌,根据菌株的形态特征进行分类,PCR方法扩增菌株的16S rRNA和HSP60基因序列并进行系统发育关系分析.[结果]根据形态特征,分离得到的15株粘细菌菌株归入孢囊杆菌亚目(Cystobacterineae)的2个科3个属.其中11株粘细菌具有典型的所在种属的子实体结构,而菌株0085-4、0121-3、NM03和Myx9736的子实体结构发生了不同程度退化.15株粘细菌的16S rRNA基因序列的相似性在95.4%到99.5%之间.而HSP60基因序列差异较大.[结论]在属水平上,粘细菌形态分类特征和16S rRNA基因系统进化关系具有很好的一致性;在揭示粘细菌种间系统发育关系中,HSP60基因序列更为适用.     

10种常见细菌基因检测膜条的研制

以16S rRNA基因为检测靶基因,设计10种常见细菌的DNA探针,将探针固定于硝酸纤维素膜条;PCR扩增细菌的16S rRNA基因片段并标记生物素后与膜条杂交;采用碱性磷酸酶标记的链亲和素检测生物素标记,以NBT/BCIP显色。该膜条不仅能单独检测10种细菌中的任何一种,也能同时检测5种细菌。该方法具备高通量、低成本、快速、准确等特点,具有良好的临床应用前景。     

16S rRNA基因序列分析在临床微生物学中的应用

20世纪70年代前,生物类群的区分主要是根据形态和结构、生理和生化特征、行为习性表现以及少量的化石资料来进行的.这种通过表型特征鉴定的方法对细菌之间的亲缘性判断有时不够准确.随着分子生物学的发展,人们开始利用生物大分子特别是蛋白质和核酸的结构特征,作为判断生物进化关系的主要特征.其中Woese等[1]通过寡核苷酸编目的方法,在20世纪70年代逐渐发展出1种新的鉴定细菌的标准,即通过比较1段稳定的遗传编码--16S rRNA基因序列来分析和鉴定细菌的种系发生关系,判断其亲缘性,对细菌进行分类.     

代表性差异分析比较两株来自不同地区的猪源Lactobacillus菌株

[目的]对分离自猪肠道的乳酸杆菌S1菌株进行鉴定,并比较该菌株与同种的001T菌株的基因差异.[方法]对S1菌株进行16S rRNA基因序列分析和种特异PCR检测,并且对S1菌株和Lactobacillus sobrius 001T进行代表性差异分析(Representational difference analysis,RDA).[结果]16S rRNA基因序列分析表明,与S1菌株最相似的已知菌为L.sobrius.变性梯度凝胶电泳分析显示,仔猪空、回肠细菌图谱中有一与S1菌株有相同迁移位置的优势条带,克隆、测序鉴定表明,与该条带相匹配的16S rRNA基因克隆(Clone S)的最相似已知菌也为L.sobrius.16S rRNA基因系统进化分析表明,S1菌株与Clone S和L.sobrius 16S rRNA基因序列同源性分别为99.8%和99.6%.L.sobrius特异性引物也可以扩增S1株菌的16S rRNA基因的特定片段.因此S1菌株可被确定为Lsobrius.RDA对菌株S1和同种的猪源L.sobrius 001T菌株的基因差异进行分析,未发现这两株菌的基因组差异.[结论]猪肠道乳杆酸菌S1菌株属于L.sobrius,其与猪源L sobrius 001T菌株为相似菌株.     

基于16S rRNA和rpoB基因的分子系统发育分析在铜绿假单胞菌鉴定中的应用

为对比16S rRNA和rpo B基因分子系统发育分析与传统表型分类法对铜绿假单胞菌的鉴定,评估16S rRNA和rpo B基因序列分析在铜绿假单胞菌鉴定中的应用,用表型分类方法对临床自动微生物鉴定系统鉴定为铜绿假单胞菌的23株分离株进行再鉴定,PCR扩增23株分离株16S rRNA和rpo B基因片段,并测序进行系统发育分析。结果表明,表型再鉴定结果与自动微生物鉴定系统鉴定结果一致。基于两个基因的系统发育分析均显示分离株p22与不动杆菌属序列聚为一枝,其余22株分离株与铜绿假单胞菌序列聚为一枝。因此p22应鉴定为不动杆菌,16S rRNA和rpo B基因序列分析均能准确鉴定铜绿假单胞菌并能较好建立假单胞菌属内种间关系。     

16S rRNA和recA、groEL基因分类鉴定乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种的比较

【目的】比较16S rRNA和recA、groEL基因部分序列用于乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种分类鉴定的效果。【方法】对已鉴定的8株分离自传统发酵乳的乳酸乳球菌, 选取recA和groEL基因片段, 通过PCR扩增、测序, 将测序得到的序列比对后构建系统发育树, 并与16S rRNA基因序列分析技术进行比较。【结果】比较分析不同菌株16S rRNA和recA、groEL基因的亲缘关系, recA、groEL基因可以准确地完成乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种的区分和鉴定。【结论】recA和groEL基因序列分析可以实现乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种的区分, 因其具有快速、准确、稳定的特点, 可适合于乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种间的快速分类鉴定。     

一株高抗汞细菌的分离鉴定及其抗性基因的克隆与表达

摘要：【目的】本研究旨在从重金属汞抗性细菌中分离鉴定汞抗性基因【方法】从北京凉水河河床底泥中分离抗汞细菌,采用16S rRNA基因序列分析结合生理生化特征对菌株进行鉴定。根据GenBank中已发表的多种抗汞细菌的merA基因序列设计引物,以抗性细菌基因组DNA为模板,扩增merA基因,并在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21(DE3)表达。同时对表达菌株的重金属汞抗性进行测定。【结果】分离得到一株能在含HgCl2为70 mg/L的平板上生长良好的高抗汞细菌,编号为KHg2。16S rRNA     

半定量RT-PCR检测运动发酵单胞菌中外源基因转录水平的研究

本研究运用半定量RT-PCR法检测运动发酵单胞菌重组菌中外源基因xylB的转录水平。提取野生型运动发酵单胞菌CP4及其2个重组菌的总RNA, 检测无DNA污染后定量至同一浓度、并反转录为cDNA。观测目的基因xylB和内标基因16S rRNA的PCR扩增曲线、并确定合适的循环数, 选用相同量的cDNA为模板, PCR检测各样本中xylB相对16S rRNA的转录水平。结果表明野生型菌株CP4中xylB基因没有转录, 而两株重组菌中皆有xylB的转录本, 且转录丰度基本一致, 酶活测定也进一步证实该基因在重组菌中有效表达。该方法可用于鉴定运动发酵单胞菌中特定基因的转录水平, 是一种快速有效的检测方法。     

干酪乳杆菌的近缘种及亚种部分看家基因的系统发育分析

【背景】16S rRNA基因序列分析已广泛应用于细菌的分类鉴定,但是存在一定局限性,而使用看家基因作为分子标记在近缘种及亚种间的系统发育分析中具有其独特的优势。【目的】研究16S rRNA、uvr C (核酸外切酶ABC,C亚基)和mur E (UDP-N-乙酰胞壁酰三肽合酶)基因序列对干酪乳杆菌的近缘种及亚种的区分能力。【方法】采用分离自传统发酵乳中的6株干酪乳杆菌为研究对象,选取uvr C和mur E基因片段,通过PCR扩增、测序,结合已公布的干酪乳杆菌的近缘种或亚种的相应序列计算遗传距离、构建系统发育树,并与16S rRNA基因序列分析技术进行比较。【结果】研究发现Lactobacilluscasei及相近种间的uvr C、mur E和联合基因(uvr C-mur E)构建的系统发育树拓扑结构与16S rRNA基因结果基本一致,区别在于相似性的不同,其分别为79.00%-99.16%、89.08%-99.20%、76.56%-99.69%和99.58%-100%。基于16S rRNA基因不能区分干酪乳杆菌的近缘种及亚种,而看家基因uvr C和mur E基因序列能够很好地区分干酪乳杆菌的近缘种及亚种,并且将uvr C和mur E基因串联使用后,试验菌株与参考菌株的分类关系更加清晰。【结论】联合基因(uvr C-mur E)可作为16SrRNA基因的辅助工具用于干酪乳杆菌的近缘种及亚种的快速准确鉴定。     

宁海地区香鱼弧菌病病原菌鉴定

摘要：【目的】香鱼弧菌病对中国沿海地区的香鱼养殖业造成了巨大的危害,然而,病原不明导致了防治上的许多问题。本文鉴定了引起宁海地区香鱼爆发性弧菌病的病原。【方法】采用TCBS平板分离优势菌;采用回归感染试验确认病原菌,采用改进的寇氏法计算LD50;采用形态学观察、生理生化特征测定、细菌特异性引物PCR扩增检测及细菌16S rRNA和金属蛋白酶（MP）基因序列分析鉴定细菌;采用药敏实验测定它对部分抗生素的敏感性。【结果】分离并鉴定优势菌株ayu-H080701为宁海地区香鱼弧菌病的病原菌,它对香鱼的半致死量为1.2×104 CFU。形态学观察和生理生化特征测定表明,ayu-H080701与鳗利斯顿氏菌最为接近。PCR扩增检测表明,细菌16S rRNA 基因通用引物和鳗利斯顿氏菌MP基因特异引物均能扩增到预期大小的特异性条带。ayu-H080701与鳗利斯顿氏菌16S rRNA基因核苷酸序列同源性最高,为99.4%～99.5%,与同属的海弧菌和美人鱼发光杆菌分别为94.3%和91.9%;ayu-H080701与鳗利斯顿氏菌MP氨基酸序列同源性高达97.6%～98.8 %,与其它弧菌科成员则低于75.6 %,系统进化树分析也揭示ayu-H080701与鳗利斯顿氏菌进化相关性最高。【结论】引起宁海地区香鱼弧菌病的菌株ayu-H080701被鉴定为鳗利斯顿氏菌。     

24株鸡源丁酸梭菌的分离鉴定及耐药基因与毒力基因携带情况

[目的]旨在对鸡源丁酸梭菌进行分离鉴定与安全性评估.[方法]利用厌氧培养方法对源自汶上芦花鸡与SPF鸡粪便样品进行丁酸梭菌的分离与纯化,挑选可疑菌落进行微生物质谱鉴定,进一步通过16S rRNA基因测序进行鉴定,16S rRNA测序结果与NCBI核苷酸数据库中丁酸梭菌的16S rRNA序列进行同源性分析;同时,进行所有...     

多重耐药鲍曼不动杆菌氨基糖苷类修饰酶与16S rRNA甲基化酶基因的研究

了解氨基糖苷类修饰酶、16S rRNA甲基化酶基因在多重耐药鲍曼不动杆菌中的流行情况。收集2014年12月至2015年3月厦门大学附属成功医院住院患者临床分离的多重耐药鲍曼不动杆菌共28株,采用VIKET Compact 2全自动细菌鉴定系统进行细菌鉴定,应用纸片扩散法(K-B法)检测鲍曼不动杆菌对抗菌药物的耐药性,采用聚合酶链反应(PCR)法检测氨基糖苷类修饰酶、16S rRNA甲基化酶基因。结果显示,多重耐药鲍曼不动杆菌除对头孢哌酮/舒巴坦耐药率为21.4%外,对其他所测药物耐药率均50%,本组28株多重耐药鲍曼不动杆菌共检出5种氨基糖苷类修饰酶基因aac(3)-Ⅰ、aac(3)-Ⅱ、aac(6')-Ⅰb、ant(3")-Ⅰ、aph(3')-Ⅰ和1种16S rRNA甲基化酶基因arm A,阳性率分别为85.7%(24株)、7.14%(2株)、67.8%(19株)、92.9%(26株)、53.6%(15株)和82.1%(23株)。氨基糖苷类修饰酶、16S rRNA甲基化酶耐药基因是多重耐药鲍曼不动杆菌对氨基糖苷类耐药的重要原因。     

第六次北极科学考察海洋沉积物可培养细菌的多样性分析

【目的】研究北极海洋沉积物可培养细菌的菌种资源多样性。【方法】采用海水Zobell2216E培养基和涂布平板法对第六次北极科学考察获得的海洋沉积物开展细菌分离培养,通过16S rRNA基因系统发育分析了解可培养细菌的多样性。【结果】根据菌落形态特征,从40个站位的北极海洋沉积物样品中共分离并获得16S rRNA基因有效序列的细菌达445株;基于16S rRNA基因的相似性分析与系统发育研究结果表明,分离获得的细菌分属于细菌域的4个门、6个纲、13个目、28个科、49个属、91个种,其中γ-Proteobacteria占大多数;有12株与模式菌株的16S rRNA基因序列相似性小于97%,可能代表了6个潜在的细菌新物种;此次获得的细菌种类组成与以往第五次北极科考获得的相比,在属水平上差异较大。【结论】北极海洋沉积物中存在着丰富的微生物菌种资源,具有很多新型微生物仍未被发现,是亟待开发的微生物资源宝库。     

苯酚胁迫下多刺裸腹溞实时定量PCR内参基因的筛选

为研究苯酚胁迫下多刺裸腹溞(Moina macrocopa)相关基因的表达情况, 筛选用于实时定量PCR分析的最佳内参基因。利用内参基因表达的cycle threshold(Ct值)非参数检验、GeNorm、NormFinder和BestKeeper四种方法对β-actin、16S rRNA和12S rRNA进行分析, 筛选出苯酚胁迫下多刺裸腹溞表达相对稳定的内参基因。结果显示, 从Ct值初步判定不同浓度苯酚胁迫后, 多刺裸腹溞体内β-actin、16S rRNA和12S rRNA均可稳定表达, 且稳定性顺序为: 16S rRNA>12S rRNA>β-actin, 从GeNorm软件分析显示内参基因的稳定性顺序为: 16S rRNA=β-actin>12S rRNA, NormFinder和Bestkeeper分析显示的稳定性顺序均为: 16S rRNA>β-actin>12S rRNA。基于以上四种方法对三个候选内参基因的筛选, 确定了16S rRNA作为多刺裸腹溞实时定量PCR的最佳内参基因, 有助于提高qRT-PCR分析的准确性, 为进一步研究苯酚胁迫多刺裸腹溞后目的基因功能的表达提供了基础。     

大肠杆菌16S rRNA的核酶设计和初步应用

针对细菌rRNA研发抑制细菌增殖的新型抗菌素是抗生素研究领域的新课题。细菌rRNA与基因mRNA一样自然形成折叠卷曲高级结构,其结构上可以结合反义核酸的位点即靶点,靶点的阐明是设计有效反义核酸、核酶（Ribozyme）和脱氧核酶（DNAzyme）的关键。MAST方法固定16S rRNA,将其与寡核苷酸文库杂交筛选出靶点,获得了大肠杆菌16S rRNA的6个反义核酸结合靶点,并鉴定5个靶点有效,其中1个为高效。5个靶点的反义核酸能在通透性大肠杆菌菌株培养中不同程度地抑制其生长,针对高效靶点的核酶在转化大肠杆菌中表达而抑制其生长。     

变性梯度凝胶电泳(DGGE)在微生物生态学中的应用

由于从环境样品中分离和培养细菌的困难,分子生物学方法已发展用来描述和鉴定微生物群落。近年来基于DNA方法的群落分析得到了迅速的发展,如PCR扩增技术,克隆文库法,荧光原位杂交法,限制性酶切片段长度多态性法,变性和温度梯度凝胶电泳法。DGGE已广泛用于分析自然环境中细菌、蓝细菌,古菌、微微型真核生物、真核生物和病毒群落的生物多样性。这一技术能够提供群落中优势种类信息和同时分析多个样品。具有可重复和容易操作等特点,适合于调查种群的时空变化,并且可通过对切下的带进行序列分析或与特异性探针杂交分析鉴定群落成员。DGGE分析微生物群落的一般步骤如下：一是核酸的提取,二是16S rRNA,18S rRNA或功能基因如可容性甲烷加单氧酶羟化酶基因(mmoX)和氨加单氧酶a一亚单位基因(amoA)片段的扩增,三是通过DGGE分析PCR产物。DGGE使用具有化学变性剂梯度的聚丙烯酰胺凝胶,该凝胶能够有区别的解链PCR扩增产物。由PCR产生的不同的DNA片段长度相同但核苷酸序列不同。因此不同的双链DNA片段由于沿着化学梯度的不同解链行为将在凝胶的不同位置上停止迁移。DNA解链行为的不同导致一个凝胶带图案,该图案是微生物群落中主要种类的一个轮廓。DGGE使用所有生物中保守的基因片段如细菌中的16S rRNA基因片段和真菌中的18S rRNA基因片段。然而同其他分子生物学方法一样,DGGE也有缺陷,其中之一是只能分离较小的片段,使用于系统发育分析比较和探针设计的序列信息量受到了限制。在某些情况下,由于所用基因的多拷贝导致一个种类多于一条带,因此不易鉴定群落结构到种的水平。此外,该技术具有内在的如单一细菌种类16S rDNA拷贝之间的异质性问题,可导致自然群落中微生物数量的过多估计。DGGE是分析微生物群落的一种有力的工具。不过为了减少DGGE和其它技术的缺陷,建议研究者结合DGGE和其它分子及微生物学方法以便更详细的观察微生物的群落结构和功能。     

16S rRNA基因和COI基因序列分析在石斑鱼物种鉴定中的应用

对台湾海峡常见的8种石斑鱼进行了16S rRNA基因和COI基因的序列测定,并通过GenBank和BOLD两个数据库进行鱼种鉴定.序列分析表明,COI基因较16S rRNA基因有更大的分辨率;两个基因序列在GenBank中的搜索结果和COI基因序列在两个数据库的搜索结果大部分一致,但仍有部分差异.建议同时使用COI和16S rRNA两种保守基因,进行序列测定,然后在GenBank和BOLD SYSTEMS数据库进行搜索,选择一致的鉴定物种作为鉴定结果.     

油藏水样细菌群落16S rRNA基因的RFLP分析

通过16S rRNA基因的限制性酶切片段长度多态性分析(RFLP)方法,考察了油藏水样中细菌群落及多样性。从水样中分离纯化微生物总DNA,选择性扩增细菌16S rRNA基因,并构建16S rDNA克隆文库。337个16S rDNA克隆片段分别用限制性内切酶HinfⅠ和HaeⅢ酶切分析,得到74个操作分类单元(OTUs),其中数量最多的4个OTUs共占克隆子总数的73.6%,另外70个OTUs的丰度均处于较低水平,有57个OTUs仅含有1个克隆子。结果表明,运用RFLP方法分析16S rDNA克隆片段能够有效评估油藏水样中的细菌群落和多样性。