产气荚膜梭菌前噬菌体的分布特点及遗传进化分析

摘要

【目的】分析和研究产气荚膜梭菌中前噬菌体的分布情况、基因组特点及遗传进化关系。【方法】利用PHASTER(phage search tool enhanced release)软件预测产气荚膜梭菌携带的前噬菌体,基于ANI(average nucleotide identity)值对前噬菌体进行分群,利用CARD(comprehensive antibiotic research database)、Res Finder 4.1、VFDB(virulence factors database)和Bac Met(antibacterial biocide&metal resistance genes database)分析前噬菌体携带的耐药基因、毒力基因、抗菌剂/金属离子抗性基因,利用CRISPRCas Finder分析产气荚膜梭菌的CRISPR-Cas系统,利用MEGA 7.0进行前噬菌体的遗传进化关系分析。【结果】产气荚膜梭菌平均携带前噬菌体2.67条,其长度呈双峰分布,平均占基因组2.23%;前噬菌体不携带耐药基因,但携带了α毒素、唾液酶和溶血素等毒力基因以及重金属代谢基因;前噬菌体聚为3个类群,Group 1前噬菌体多为完整的前噬菌体且仅存在于A型产气荚膜梭菌;含完整的CRISPR-Cas系统的产气荚膜梭菌携带的前噬菌体相对较少,但CRISPR-Cas系统与前噬菌体的数量呈弱负相关;前噬菌体与产气荚膜梭菌噬菌体的遗传进化距离较远,仅有结构蛋白和部分酶类基因的同源性较高。【结论】产气荚膜梭菌普遍携带前噬菌体,但其CRISPR-Cas系统对前噬菌体的数量影响较小,前噬菌体携带的毒力基因和重金属代谢基因增强了产气荚膜梭菌致病性和对环境的适应性,但其功能和对产气荚膜梭菌遗传进化的影响仍需深入研究。