利用系统作图(Systems mapping)研究大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的互作遗传机制

利用系统作图(Systems mapping)研究大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的互作遗传机制

论文摘要

【背景】物种间相互作用是物种进化的重要推动力,然而如何将基因型和表型关联以及确定在物种相互作用过程中起重要作用的基因均面临挑战。【目的】通过系统作图(Systems mapping)得到两种微生物在相互作用过程中起重要作用的SNPs (Single nucleotide polymorphism),以及随着时间的变化,这些SNPs是如何相互联系进而影响大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的相互作用。【方法】分别对45株大肠埃希菌、45株金黄色葡萄球菌进行单独培养和混合共培养,通过实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)进行绝对定量,得到一定时间内各个菌株的生长量,比较相同菌株在不同培养条件下生长情况,以各个菌株重测序结果为基础,结合系统作图得到在相互作用过程中起重要作用的显著SNPs及其相互联系。【结果】通过系统作图分析,获得具有54对显著SNPs组合的三维曼哈顿图,这些组合中41个显著SNPs来自大肠埃希菌,12个显著SNPs来自金黄色葡萄球菌。在上述SNPs中已有6个SNPs所在的候选基因都可以直接或者间接影响微生物的生长量变化,从而影响两种微生物相互作用方式。它们分别是nhaR(E19056)参与生物膜的形成,rhlE(E832164)与核糖体的组装有关,csiD (E2789300)的表达可以使细胞面对恶劣环境,alk B (E2309274)可以参与DNA的损伤修复,sucA(E759230)和yjjW(E4614704)都参与细胞的代谢过程。【结论】系统作图可以检测到物种在相互作用过程中显著SNPs;物种相互作用过程中不同SNPs遗传效应随着时间变化;细菌的相互作用过程是直接遗传效应、间接遗传效应和上位性效应共同产生的结果。

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 材料
  •     1.1.1 菌株来源
  •     1.1.2 主要试剂和仪器
  •   1.2 方法
  •     1.2.1 细菌的培养
  •     1.2.2 细菌全基因组提取和q PCR
  •     1.2.3 细菌基因组测序
  •     1.2.4 表型与基因型关联分析
  • 2 结果与分析
  •   2.1 微生物生长变化及其表型可塑性
  •   2.2 通过功能作图对微生物的生长情况进行全基因组关联分析
  •   2.3 通过系统作图检测在两种共存微生物中相互作用的SNPs
  •   2.4 部分显著SNPs所在候选基因编码蛋白的生物学功能
  • 3 讨论与结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张佐然,李金婷,梁雅静,张琦,金一,何晓青

    关键词: 物种相互作用,大肠埃希菌,金黄色葡萄球菌,单核苷酸多态性,系统作图

    来源: 微生物学通报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 北京林业大学生物科学与技术学院

    基金: 中央高校基本科研业务费专项(2017JC05),国家自然科学基金青年科学基金(31700633,51108029),中科院科技服务网络计划(KFJ-STS-ZDTP-036),水利部行业公益性行业科研专项(201201032)~~

    分类号: Q933

    DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180995

    页码: 292-300

    总页数: 9

    文件大小: 2600K

    下载量: 108

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