三個動物源性鏈球菌新種的發(fā)現、基因組及毒力基因分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本課題圍繞“動物源病原體的發(fā)現及其對人類致病性”這一科學問題,以我國青藏高原喜馬拉雅旱獺呼吸道攜帶的病原體譜系為研究目標,將現場流行病學調查與實驗室檢測分析相結合,采用PacBio高通量測序技術、微生物培養(yǎng)組學技術和未知新病原鑒定技術相結合,對喜馬拉雅旱獺呼吸道菌群開展研究,分離獲得三個鏈球菌新種,分別命名為旱獺鏈球菌(Streptcoccus marmotae sp.nov.),喜馬拉雅鏈球菌(Streptcoccus himalay

2、ana sp.nov.)和耐鹽鏈球菌(Streptcoccus halotolerans sp.nov.)。通過研究初步了解了喜馬拉雅旱獺呼吸道菌群分布特征;明確了三個鏈球菌新種的準確分類地位以及與近源種的生物系統學關系;并對其全基因組特征、毒力相關因子開展了比較基因組學的分析。
  本課題對喜馬拉雅旱獺呼吸道樣本采用擴增16S rRNA序列,然后克隆轉化,blast比對,對其呼吸道菌群展開分析。結果表明:鏈球菌屬是喜馬拉雅旱獺呼

3、吸道的主要菌群,占菌群結構的49.8%;其次為埃希菌屬和韋榮菌屬,分別占菌群結構的11.1%和8.5%;此外,在所有未知新種的克隆中,疑似鏈球菌屬新種的克隆數占69.1%,提示喜馬拉雅旱獺呼吸道菌群中分布大量未知鏈球菌新種,為進一步分離培養(yǎng)提供了理論依據。以此為線索,我們應用微生物培養(yǎng)組學方法對75份喜馬拉雅旱獺氣管黏膜標本進行篩查,成功分離到三個疑似鏈球菌新種。經形態(tài)學觀察、生化反應比較,并結合分子生物學鑒定,該三個未知新種均歸屬為鏈

4、球菌屬,根據三個未知新種的特征,依照國際微生物命名標準,分別將其命名為旱獺鏈球菌(S.marmotae sp.nov.),喜馬拉雅鏈球菌(S.himalayana sp.nov.)和耐鹽鏈球菌(S.halotolerans sp.nov.)。
  三個鏈球菌新種在血平板上37℃培養(yǎng)24h后形成直徑0.5-1.0mm,灰白色、圓形隆起、濕潤、邊緣整齊的針尖狀菌落,a溶血。單個菌體呈圓形或橢圓形,數個菌體排列呈鏈狀,革蘭染色陽性,無芽

5、胞,無鞭毛。三個鏈球菌新種均在22、30、37、42℃培養(yǎng)時生長,4℃、15℃時不生長。其中喜馬拉雅鏈球菌和旱獺鏈球菌在含2.5%NaCl的腦心羊血培養(yǎng)基上生長,在含4.5%、6.5%NaCl的腦心羊血培養(yǎng)基上不生長。但是耐鹽鏈球菌在含9.0%NaCl的腦心羊血培養(yǎng)基上仍可以生長。三個鏈球菌新種的生化反應結果明顯區(qū)別于同屬內其他近源種。
  基于16S rRNA序列、3個保守基因(sodA、rpoB和groEL)和全基因組的系統發(fā)

6、生關系分析表明,旱獺鏈球菌與S.suis,S.ovis和S.minor親緣關系較近,歸屬為鏈球菌屬豬鏈群;喜馬拉雅鏈球菌與S.acidominimus,S.cuniculi和S.marmotae有較近的進化關系,也屬于鏈球菌屬豬鏈群;耐鹽鏈球菌與變異群的S.thoraltensis,S.hyovaginalis聚在一起,歸屬為鏈球菌屬變異群。通過與GenBank中其他鏈球菌已知種進行DNA-DNA在線雜交,發(fā)現三個鏈球菌新種與其他鏈球菌

7、已知種相似性均低于70%。
  旱獺鏈球菌基因組全長2,322,791bp,G+C含量為41.6mol%,編碼2,377個基因,攜帶58個tRNAs,12個rRNAs,2個質粒(大小分別為3,762bp和5,997bp),11個基因組島。喜馬拉雅鏈球菌基因組全長2,275,471bp,G+C含量為41.3mol%,編碼2,195個基因,攜帶57個tRNAs,12個rRNAs,6個基因組島。耐鹽鏈球菌基因組全長1,823,556bp

8、,G+C含量為39.9mol%,編碼2,068個基因,攜帶68個tRNAs,18個rRNAs,9個基因組島。
  通過將三種鏈球菌新種的基因組序列與VFDB數據庫收錄的毒力基因進行BLAST比對分析,結果表明Has(Hyaluronic acid capsule),ClpC(Caseinolytic protease C)和ClpE(Caseinolytic protease E)是三個鏈球菌新種共有的毒力因子;作為肺炎鏈球菌主要

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