论文部分内容阅读
本文对从胃肠道患者粪便中分离得到的副溶血性弧菌C4株进行鉴定,并进行多轮的超高压处理获得具有耐压遗传特性的耐压株N11。通过溶血实验、生物被膜形成能力和小鼠急性毒性实验、小鼠脏器损伤程度,来比较原始株C4和耐压株N11的体内毒力和体外毒力。以原始株C4和耐压株N11的全基因组DNA为模板,构建C4株的Paired-end library、Mate-pair library文库和N11株的Paired-end library文库,进而采用Illumina高通量测序技术进行测序。对C4株的全基因组序列进行拼接、注释、预测和COG分类,结合N11株的全基因组测序结果进行两者间的比较基因组分析,以筛选N11株内发生的突变碱基。最后,利用实时荧光定量PCR技术考察受突变位点调控的基因和毒力相关基因在C4和N11这两株菌之间的差异表达,以分析超高压胁迫改变副溶血性弧菌毒力的机理,为食品安全以及细菌毒性变化提供生物学依据。具体结论如下:对从胃肠道患者粪便中分离得到的菌株进行生化和基因型的鉴定,确定该菌株为副溶血性弧菌,并命名为C4株。以C4株为研究对象,经过多轮超高压驯化,得到耐压株N11。溶血实验表明C4和N11这两株菌均有微弱的溶血现象,但是无法比较它们的毒力大小。生物被膜形成能力结果显示,C4株的形成能力显著高于N11株。小鼠急性毒性实验表明,N11株的半数致死剂量(LDso)高于C4株;而进一步的小鼠脏器病理学分析结果亦显示N11株对小鼠脏器的损伤程度较低,即超高压处理减弱了副溶血性弧菌的毒力。对高通量测序得到的C4株reads进行组装和拼接,最终得到含有12个scaffolds的全基因组序列,其中CDS、tRNA、rRNA的数量分别为4850、110、11个。基于全基因组蛋白质序列所构建的进化树表明,C4株与副溶血性弧菌的亲缘关系最近,这进一步证实C4株为副溶血性弧菌,以及基因预测的结果也较为理想。COG分类发现C4株内有38%的基因参与了细菌的代谢过程;差异位点分析表明,N11株相对于C4株有4个区域共21个核苷酸发生了突变。对C4株全基因组序列上的毒力相关基因进行鉴定,发现C4株中存在编码TDH-S、TDH-A、TLH的基因,但未发现编码TRH的基因;存在两组编码Ⅳ型菌毛(Type Ⅳ pili,TFP)的基因,分别为角质菌毛(Chitin-regulated pilus,ChiRP)以及甘露醇敏感凝血素IV型菌毛(mannose-sensitive hemagglutinin,MSHA);存在两个ⅢI型分泌系统,分别为TTSS1和TTSS2;未发现编码尿素酶的基因。以培养中的C4和N11株的mRNA为模板,采用实时荧光定量PCR分析毒力基因的相对表达水平,发现编码主要溶血毒素和MSHA的基因在N11株中的表达量显著低于C4株,溶血毒素是副溶血性弧菌中的主要毒力因子,N11株表达量的减少可能是其毒力降低的主要原因。此外,通过实时荧光定量PCR分析了受突变位点调控的上下游基因:C44795基因编码生成RNA结合蛋白,发现该基因的mRNA表达水平发生下调,推测这可能会导致N11株毒力的降低;C4 4609基因可翻译成HD-GYP结构域,在N11株中该基因的mRNA表达水平下调,有可能削弱对环鸟苷二磷酸(c-di-GMP)的降解作用,进而减弱了N11株的运动性和毒力因子的产生,从而降低了耐压株N11的毒力。