致病性大肠杆菌全基因组测序及毒力基因分析

摘要

为了研究导致致病性大肠杆菌致病力差异的主要因素,本试验以分离自仔猪腹泻样的五株致病性大肠杆菌(P211、P555、P32、P444和P111)和两株参考大肠杆菌(S10670、E24190)为实验材料,通过小鼠感染试验鉴别菌株的致病力,并对菌株进行全基因组测序,分析菌株基因组.结果显示,强毒株S10670和E24190病死率为100％,中等毒株P211和P555为40％,弱毒株P32、P444和P111为20％.七株菌基因组拼接后长度为4.6 Mbp～5.3 Mbp之间,COG注释到3183～3483个功能基因,VFDB注释到38～126个毒力基因.菌株间毒力基因分析发现,强毒株S10670含有志贺毒素(Stx),溶血素(hlyA,hlyB,hlyC,hlyD,hlyE/A),紧密黏附素(eae,tir)强毒素基因以及大量铁转运吸收系统和分泌系统相关基因.强毒株E24190含有肠毒素基因(LT)、溶血素基因(hlyA)、CFA/I菌毛基因(cfaA,cfaB,cfaC,cfaD,cfaE).中等毒株P211也有CFA/I菌毛基因,此外还含有P菌毛基因(papA,papC,papD,papH)和铁摄取系统基因(sitA,sitB,sitC,sitD);P555含有12个VI分泌系统基因(aec15～aec19,aec22～aec32).弱毒株P32、P444和P111含有少部分与毒力有关的基因(如黏附素Fim、侵袭素Ibe等)在其他菌株中均存在.综上,可以认为菌株间毒力基因的差异是导致大肠杆菌致病力差异的重要原因,该结果为大肠杆菌病导致的腹泻等疾病的防治提供理论依据.