致病性大肠杆菌携带原噬菌体的预测及耐药性与毒力研究

摘要

【目的】研究致病性大肠杆菌携带原噬菌体的比例、原噬菌体携带毒力基因及耐药基因的情况,了解致病性大肠杆菌中原噬菌体对菌株的耐药性与毒力的影响,保证噬菌体生产菌的生物安全性,为大肠杆菌噬菌体的基础研究与应用提供借鉴。【方法】从NCBI中下载大肠杆菌全基因组信息,通过在线网站预测大肠杆菌中携带的原噬菌体数目,并分析原噬菌体的GC含量、基因组大小、占细菌基因组比例等基因组特征及完整型原噬菌体的类型,对原噬菌体做初步分类,统计分析完整型原噬菌体中携带耐药基因数目、耐药表型、耐药机制与毒力基因数目、毒力基因家族分布等。【结果】112株大肠杆菌携带完整型原噬菌体1024个,疑似型原噬菌体287个,缺陷型原噬菌体505个。1024个完整型原噬菌体中,多数与长尾噬菌体相似,占70.21%(719/1024);共有63种噬菌体类型,其中BP4795(登录号:NC_004813.1)类型的占比最高,达到19.24%(197/1024),其次是DE3(登录号:NC_042057.1),占比11.72%(120/1024)。大肠杆菌携带原噬菌体的GC含量在38%~57%之间,基因组大小为3.1~152.6 kb,其中80 kb以内的原噬菌体占97.03%(1762/1816)。1024个完整型原噬菌体中携带耐药基因占比为6.35%(65/1024),共携带耐药基因253个,分别来自11个抗生素耐药基因家族;携带一个或多个毒力基因的完整性原噬菌体占42.78%(438/1024),共携带毒力基因1274个,分别来自9个不同毒力因子家族,平均每个完整型原噬菌体携带毒力基因2.9个。【结论】大肠杆菌普遍携带原噬菌体,原噬菌体中部分携带耐药基因与毒力基因,在实际应用中应充分评估其风险,防止原噬菌体造成的耐药基因与毒力基因在菌株之间的转移。