猪霍乱沙门氏菌SC-B67全基因组测序和比较基因组学研究

摘要

本文详细报道了人畜共生菌猪霍乱沙门氏菌株SC-B67(Salmonella entericaserovar Choleraesuis strain SC-B67)的全基因组测序以及与Salmonella Typhi,Salmonella Typhimurium，Salmonella Paratyphi A的比较基因组学分析。介绍了他们在染色体和质粒的保守性，致病性，抗药性，移动序列，代谢调控以及在进化方面的异同点。
　　 S.Choleraesuis SC-B67基因组由一条染色体和两个质粒组成.其中染色体的长度为4，755，700 bp，编码4447个ORF。假基因的个数为151个，其中大多数在S. Typhimurium及S.Typhi中是保持完整的。有一些假基因是与细菌的运动性和化学信号转导代谢途径相关的。我们推测因为这些假基因的引入，使细菌能够更加平滑的运动，从而使细菌与上皮细胞的互相作用更加的有效，进而能够导致细菌发生高频率的入侵作用。2个质粒中，大质粒pSC138的长度为138，742 bp，编码176个ORF，pSC138有8个插入序列以及7个转座子.这些可移动元件使pSC138具有很高的可塑性，能够与其他细菌和质粒进行遗传物质的交流.与这些可移动因子伴随着的是抗药基因，包括dhfr((甲氧氨嘧啶)，sulI和sulII(磺胺类药物)，catl和cmlA(氯霉素)，bla(TEM-1；氨比西林)，strA和aad2(链霉素)，tetR(四环素)，aph(卡那霉素)，sat(链丝菌素)，mef(大环内酯物)，mer(水银)，ebr(溴乙非啶)和qac(季胺类化合物).pSC138几乎对现在在临床上应用的所有主流抗生素都具有抗药性.这些基因都是pSC138通过插入序列而获得的。pSC138所携带的抗药性能够显著的提高沙门氏菌在不同宿主环境中的存活率.另外一个质粒是pSCV50，长度为49，588bp，编码52个ORF.我们将它与已测序的pKDSC50致病质粒进行了比较，发现总共具有42处92个核苷酸的不同.突变多发区主要集中在功能位置区域和非毒性相关的转移区。而其他位置的变化速率比较平稳，反应了因为功能重要性的不同，所以受到进化选择的压力也不一样，与毒性相关区域的进化温和且缓慢，表明它们对细菌完成侵染和自身生存具有重要的意义。
　　 我们还对另外一株猪霍乱沙门氏菌OU7519的具毒性及抗药性质粒pOU7519进行了测序。该质粒全长为127，212 bp，编码146个ORF.进行序列比对后发现pOU7519由2，015-49，558的位置与pSCV50的相似度达到了99％，而其他区域则与pSC138具有99％的相似度。显示pOU7519是由pSCV50与pSC138重组形成的，但是在pSC138序列的58，956-112，089之间有53，133个核苷酸的缺失。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略语

声明

1 文献综述

1.1微生物基因组学

1.1.1微生物基因组学的发展历史

1.1.2微生物基因组学研究现状及内容

1.1.3微生物基因组学研究意义与展望

1.2沙门氏菌的研究进展

1.2.1沙门氏菌属的生物学特性

1.2.2沙门氏菌感染的临床症状

1.2.3非伤寒沙门氏菌的流行病学特征

1.2.4抗生素抑菌机制

1.2.5菌抗药性的获得方式分类

1.2.6 Integron与Gene Cassette

1.2.7 Superintegron

1.2.8菌基因的重组机制

1.3沙门氏茵基因组的研究现状

1.3.1 Salmonella enterica serovar Typhi CT18

1.3.2 Salmonella enterica serovar Typhimurium LT2

1.3.3 Salmonella enterica serovar Typhi Ty2

1.3.4 Salmonella enterica serovar Paratyphi A

1.4猪霍乱沙门氏菌SC-B67的特性

1.5猪霍乱沙门氏菌携带的毒性质粒

1.6课题的立题依据和意义

2 材料与方法

2.1沙门氏菌SC-B67基因组测序拼接和比较基因组学

2.1.1沙门氏菌SC-B67的基因组测序和组装

2.1.2沙门氏菌SC-B67基因组的Finishing

2.1.3基因组的组装检查和序列质量的提高

2.1.4基因组以及质粒ORF的预测和注释

2.1.5沙门氏菌群的比较基因组学

3 结果与讨论

3.1 S.Choleraesuis SC-B67基因组

3.1.1 SC-B67基因组的基本特性

3.1.2沙门氏菌的比较基因组学分析

3.1.3沙门氏菌假基因差异

3.1.4血管性血友病因子

3.1.5 SC-B67的五个致病岛

3.1.6 pSC138与pSCV50质粒

3.2 pSC138抗药大质粒的结果与讨论

3.2.1 pSC138质粒的基本特性

3.2.2 pSC138质粒的插入序列和转座子

3.2.3 pSC138质粒复制区特性

3.2.4 pSC138质粒的转移区域

3.3 pSCV50致病质粒的注释与讨论

3.4 S.Choleraesuis OU7519具毒性大质粒pOU7519的结果和讨论

3.5本章小结

4 结束语

5 个人简历与原创文章、著作列表

参考文献

致谢