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一株多重耐药ST477型单增李斯特菌全基因组测序与比较基因组学分析

2020-12-02阅读(511)

一株多重耐药ST477型单增李斯特菌全基因组测序与比较基因组学分析

论文摘要

单增李斯特菌（Listeria monocytogenes）是一类重要的食源性条件致病菌,可引起人和动物李斯特菌病,临床症状包括败血症、脑膜炎、流产和死胎等。复合克隆系（Clonal complex,CC）9是在食品中分离率最高的三大克隆系之一,但目前针对食源性单增李斯特菌CC9克隆系菌株的进化关系及基因特点的报道较少。本研究对一株分离自河北省某大型超市冷冻食品的多重耐药单增李斯特菌NH1进行全基因组测序和比较基因组分析,研究其进化关系及不同型别菌株的潜在致病性;另外,从基因组成、系统进化、单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）、附属基因等层面对CC9克隆系菌株进行更全面的研究,结果如下:1、单增李斯特菌NH1基因组全长为3 002 491 bp,GC含量为37.92%,共编码2 995个开放阅读框,基因组组分分析发现1个CRISPR系统和4个基因岛。2、多位点序列分型（Mutilocus sequence typing,MLST）分析结果表明,菌株NH1序列型（Sequence type,ST）为477,属于CC9克隆系;59株单增李斯特菌单拷贝基因进化分析显示,ST477型菌株NH1与3株来自加拿大的ST9型菌株具有较近亲缘关系;毒力因子分析表明,李斯特菌致病岛1（LIPI-1）在不同菌株中稳定存在,李斯特菌致病岛3（LIPI-3）和李斯特菌致病岛4（LIPI-4）仅在谱系Ⅰ菌株中检测到,内化素基因分布个数存在较大差异,在2至9个之间;CC9克隆系菌株均含有在细菌入侵宿主细胞和毒力表型中具有重要作用的inl和vip基因。3、CC9克隆系菌株的MLST进化分析结果表明,分离自中国食品的ST477型单增李斯特菌与2株来自临床的ST477型别菌株具有较近亲缘关系;共线性分析显示,ST477型测序菌株与3株来自加拿大的ST9型别菌株的基因组模块组成高度相近,差异区域主要包含编码假设蛋白、代谢酶和噬菌体相关蛋白的基因;以NH1为参考菌株进行的全基因组SNP分析显示,3株ST9型菌株含有60个共有的非同义SNPs,主要发生在smc、ftsA、essC等编码细胞表面蛋白的基因中;基于SNP系统聚类分析表明,SNP发生与菌株型别及地域无显著关系,但与宿主有一定联系;毒力基因inlA分析结果表明,7株CC9克隆系菌株的该基因序列核苷酸同源性为29.8%-100%,ST477型和3株来自加拿大的ST9型别菌株基因组中inlA基因突变类型为PMSC type 4。4、ST477型菌株携带多种抗生素耐药基因,且不同CC9克隆系菌株携带情况一致;Tn554-like转座子编码3个连续的转座酶基因（tnpABC）、5个砷抗性基因和4个编码未知蛋白的基因,特异性地存在于CC9克隆系基因组中;CC9克隆系菌株具有相同的不含辅助蛋白cas基因的CRISPR系统;ST477型菌株含有4个噬菌体结构,插入位点包括tRNA和comK基因。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 英文缩写词表
  • 第一章 绪论
  •   1.1 单增李斯特菌流行情况
  •   1.2 单增李斯特菌致病机理及相关因素
  •     1.2.1 粘附侵袭相关的毒力因子
  •     1.2.2 胞内增殖与迁移因子
  •     1.2.3 毒力调控因子
  •   1.3 单增李斯特全基因组学研究进展
  •   1.4 单增李斯特菌基因组进化
  •     1.4.1 SNP进化分析
  •     1.4.2 单拷贝基因组进化分析
  •     1.4.3 多位点序列分型（Mutilocus sequence typing,MLST）进化分析
  •   1.5 单增李斯特菌附属基因组
  •     1.5.1 原噬菌体
  •     1.5.2 转座子
  •     1.5.3 基因岛
  •     1.5.4 微生物免疫防御系统-CRISPR/Cas系统
  •   1.6 本研究的目的和主要研究内容
  • 第二章 单增李斯特菌NH1的全基因组测序、分析
  •   2.1 引言
  •   2.2 实验菌株
  •   2.3 实验试剂和仪器
  •   2.4 实验方法
  •     2.4.1 细菌DNA提取
  •     2.4.2 全基因组测序及数据质控分析
  •     2.4.3 基因组序列拼装及效果评价
  •     2.4.4 基因组组分分析
  •     2.4.5 基因功能注释
  •   2.5 结果与分析
  •     2.5.1 测序数据整理及质控分析结果
  •     2.5.2 全基因组序列及基因组基本特征
  •     2.5.3 基因组组分分析结果
  •     2.5.4 基因功能分析结果
  •   2.6 讨论
  •   2.7 小结
  • 第三章 单增李斯特菌NH1的比较基因组分析
  •   3.1 引言
  •   3.2 实验材料
  •   3.3 实验方法
  •     3.3.1 MLST分析
  •     3.3.2 单拷贝基因进化分析
  •     3.3.3 毒素基因分布及分析
  •   3.4 结果与分析
  •     3.4.1 MLST分析结果
  •     3.4.2 单拷贝基因进化分析结果
  •     3.4.3 毒素因子分析结果
  •   3.5 讨论
  •   3.6 本章小结
  • 第四章 CC9克隆系单增李斯特菌比较基因组学研究
  •   4.1 引言
  •   4.2 实验材料
  •   4.3 实验方法
  •     4.3.1 共线性分析
  •     4.3.2 SNP进化分析
  •     4.3.3 MLST进化分析
  •     4.3.4 毒力基因inlA分析
  •   4.4 结果与分析
  •     4.4.1 共线性分析结果
  •     4.4.2 SNP进化分析结果
  •     4.4.3 MLST进化分析结果
  •     4.4.4 毒力inlA基因分析结果
  •   4.5 讨论
  •   4.6 本章小结
  • 第五章 CC9克隆系基因组组分分析
  •   5.1 引言
  •   5.2 实验材料
  •   5.3 实验方法
  •     5.3.1 耐药基因分析
  •     5.3.2 可移动元件分析
  •   5.4 结果与分析
  •     5.4.1 耐药基因分析结果
  •     5.4.2 转座子分析结果
  •     5.4.3 噬菌体分析结果
  •     5.4.4 CRISPR系统分析结果
  •   5.5 讨论
  •   5.6 本章小结
  • 结论与展望
  •   一、结论
  •   二、创新点
  •   三、展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王亚鸽

    导师: 闫鹤

    关键词: 单增李斯特菌,全基因组测序,比较基因组学,进化,附属基因组

    来源: 华南理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,轻工业手工业

    单位: 华南理工大学

    基金: 国家自然科学基金项目(No.31571934),广东省科技计划项目(2014A020214001)

    分类号: TS201.3

    DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.001383

    总页数: 82

    文件大小: 4840K

    下载量: 577

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