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禽大肠杆菌病是指由禽致病性大肠杆菌(avianpathogenicEscherichiacoli，APEC)引起各种禽类的一类急性、慢性传染病，常与其他呼吸道疾病混合或并发感染，成为养禽业中重要的细菌性疾病。耶尔森菌强毒力岛(Highpathogenicityisland，HPI)，作为大肠杆菌毒力和致病性的重要因素之一，广泛分布于多种肠道杆菌中，携带与铁载体一耶尔森菌素(yersiniabactin，Ybt)合成、调节和转运有关的irp2-fyuA毒力基因簇。
为了探讨禽致病性大肠杆菌HPI毒力岛摄铁功能与致病性这两者之间的关系，本研究从7株APEC(A-F)及CVCC1565是否携带HPIirp2、irp1、fyuA基因入手，检测不同HPI阳性株HMWPs高分子量蛋白的表达和铁载体的合成，通过半数致死量试验比较不同APEC株的毒力，并构建一株irp2基因缺失株，初步探讨了APEC致病性与HPI铁摄取功能的关系，为后续研究irp2摄铁基因在HPI中的毒力贡献奠定基础。具体内容和结果如下：
1.HPI毒力岛irp1、irp2、fyuA基因在APEC中的分布
以APEC菌株提取的DNA为模板，设计并合成irp2、irp1和fyuA基因的特异性引物，应用所建立的PCR方法检测7株APEC中HPIirp2、irp1和fyuA基因的分布，结果7株APECirp2、irp1和fyuA基因扩增所得的片段与预计的基本一致，检出率为100％。家禽大肠杆菌病的日益严重可能也与APEC高频携带HPI有极大的相关性。
2.HPI阳性APEC株高分子量蛋白的表达及铁载体的合成
采用SDS-PAGE检测缺铁条件下HPI阳性APEC株高分子量蛋白(Highmolecularweightprotein，HMWP)HMWP1和HMWP2的表达，通用CAS法检测APEC铁载体的合成。结果表明，缺铁条件下，7株APEC株中有两株能表达HMWP1和HMWP2，且2-2-双吡啶终浓度0.2、0.3、0.4mmol/L均有HMWP1和HMWP2的表达，其余5株菌株表达不同于HMWPs的蛋白；CAS平板和CAS检测液均发生明显的由蓝到橙的颜色改变，但各菌株合成铁载体的能力有差异。推测APEC携带的HPI具有与耶尔森菌HPI相同的摄铁功能。
3.HPI阳性APEC株irp2铁调节基因的敲除
采用PCR扩增两翼与目的基因上下游同源的、含有氯霉素抗性基因片段，电击转化到含质粒pKD46的感受态细胞APEC中，通过Red重组系统产牛了irp2基因敲除突变菌株。SDS-PAGE检测缺铁条件下irp2突变株与出发株蛋白表达的差异，从表达图谱来看，出发株携带irp2、irp1和fyuAYbt合成的必需基因，但不表达HMWPs，irp2敲除后生长缓慢，但是没有表现出铁缺乏培养条件下的生长抑制表型，蛋白表达没有明显差异，提示APEC中可能存在其他的摄铁系统执行摄取铁的任务。
4.HPI摄铁功能与APEC致病性的关系研究
采用半数致死量(LD50)测定APEC的致病性，将7株APEC及非致病性株配置成3×104-3×108cfu/mL5个剂量组，试验动物共分为8大组，每组5只鸡按0.2mL/只的剂量进行腹腔注射，接种后每12h观察一次，连续观察7d。结果显示，攻毒鸡只表现典型的大肠杆菌病病状并伴有不同程度的死亡，对照E.coli(CMCC44102)无病状和死亡。根据Reed-Muench进行菌株毒力判断，CVCC1565、APEC(E)和APEC(F)属于高致病株，APEC(B)和APEC(C)属于中致病株，APEC(A)和APEC(D)毒性相比较弱，LD50只有4.967×108和5.836×108cfu·mL-1。结果发现毒力最强的CVCC1565、APEC(E)和APEC(F)合成铁载体能力也最强，且缺铁条件下CVCC1565和APEC(F)株能表达HMWP1和HMWP2高分子量蛋白；毒力最弱的APEC(A)和APEC(D)合成铁载体能力也最弱；由此可以得出，APEC的致病性与HPI编码铁载体Ybt介导的铁摄取功能存在一定的关系。
综上所述，研究证实了APEC中HPI毒力岛的摄铁功能与其致病性的相关性，并成功构建一株APECirp2基因缺失突变株，进一步说明APEC存在除irp2基因以外的其它摄铁系统。HPI毒力岛摄铁功能是否与当前禽大肠杆菌病致病性增强及普遍流行相关，有待进一步研究。