1株猪源动物联合乳杆菌S7全基因组测序及生物信息学分析

[目的]旨在对1株具有较强耐酸耐胆盐特性的猪源动物联合乳杆菌S7进行全基因组测序及生物信息学分析。[方法]结合三代PacBio RSⅡ和二代Illumina HiSeq 2000测序技术对动物联合乳杆菌S7进行了全基因组测序,在此基础上使用GO、EggNOG、KEGG、CAZy、VFDB和CARD等数据库注释功能基因,利用TYGS(Type Strain Genome Server)构建系统发育树,并与2株同源模式菌株进行了共线性分析。[结果]动物联合乳杆菌S7的基因组大小为2.03 Mb, GC含量为44.14%,共预测到1 993个编码基因,包含65个tRNA、19个rRNA、35个sRNA、29个持家基因、11个基因组岛、6个前噬菌体、4个CRISPR-Cas、8个插入序列和10个转座子;分别有1 521、1 567、1 185和60个基因在GO、EggNOG、KEGG和CAZy数据库中得到注释;在VFDB和CARD数据库中注释到181个毒力基因和110个耐药基因;另外有14个基因参与耐酸,2个基因参与耐胆盐,22个基因参与黏附和聚集;基因组中还包括与温度应激、氧化应激和细菌素合成等多种与益生功能相关的基因。系统发育树和共线性分析发现,该菌株与模式菌株Ligilactobacillus animalis P38的进化关系最近。[结论]动物联合乳杆菌S7基因组中具有与耐酸、耐胆盐、黏附和聚集、温度应激、氧化应激和细菌素等相关的功能基因,可为菌株在饲料添加剂中的科学应用提供理论依据。

耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌全基因组测序及黏菌素耐药分析

目的通过全基因组测序分析临床耐碳青霉烯类肺炎克雷伯菌(CRKP)的分子流行病学及黏菌素耐药基因,为临床诊疗提供参考。方法收集2021—2023年安徽省某三级甲等综合医院住院患者临床标本分离的57株CRKP,对所有菌株进行药敏试验。采用全基因测序技术分析CRKP菌株多位点序列分型、荚膜血清型、耐药基因和毒力基因,并对所有菌株序列进行单核苷酸多态性分析,采用聚合酶链式反应(PCR)方法扩增与黏菌素耐药相关基因。结果57株CRKP对除替加环素外的14种抗菌药物均为耐药。测序结果显示,93.0%(53/57)的CRKP携带bla KPC-2,ST11型CRKP菌株检出率最高(51/57,89.5%)。单核苷酸多态性聚类分析表明,57株CRKP分为11个克隆群,其中有4个克隆群均为ST11-KL64型CRKP。40株(70.2%)CRKP携带多种毒力基因。5株黏菌素耐药CRKP,其耐药机制是在mgr B基因70位点处插入一个ISKpn26元件。结论CRKP菌株以产KPC-2 ST11-KL64型为主要流行型,在重症监护病房有播散性流行。ISKpn26元件插入引起mgr B基因突变与该地区CRKP黏菌素耐药有关。

葡萄牙栖盐田菌LLJ914的全基因组测序和比较基因组分析

栖盐田菌属细菌因具有较强渗透压耐受能力而备受关注。然而,目前对其适应高盐或其他海洋极端环境的机制尚未探明。为揭示分离自冲绳海槽热液区的葡萄牙栖盐田菌(Salinicola lusitanus)LLJ914与其同属菌株之间的遗传特征及代谢潜力的差异,探究其在极端海洋生境下的适应机制。通过全基因组测序获得葡萄牙栖盐田菌LLJ914全基因组序列,选取同属其他菌株的基因组进行比较基因组学分析,探究栖盐田菌属各菌株及不同环境来源的葡萄牙栖盐田菌代谢潜力的差异。菌株LLJ914基因组大小为4781556 bp,GC含量为64.0%,共编码4229个蛋白,69个tRNA,12个rRNA。通过构建系统发育树,并进行平均核苷酸和平均氨基酸一致性分析,发现该菌株与马齿苋(Halimione portulacoides)内共生的葡萄牙栖盐田菌CR50^(T)亲缘关系最近。通过功能基因注释分析,发现葡萄牙栖盐田菌具有抵抗各种重金属的相关基因和利用甲基膦酸产生甲烷的phn基因簇;相比于植物内共生菌CR50^(T),菌株LLJ914基因组中包含更多与氨基酸和碳水化合物的运输代谢、能量生产和转换以及转录相关的功能基因。此外,菌株LLJ914基因组中还包含特有的与重金属抵抗、免疫防御及有氧呼吸相关的基因,这可能与其适应复杂极端的深海热液环境有关。本研究揭示了葡萄牙栖盐田菌LLJ914适应深海热液环境的遗传特征及代谢潜力,为更好地认识热液微生物的生态功能提供了参考。

全基因组测序分析生畜肉中沙门氏菌血清型、耐药性与毒力因子

了解市售生畜肉中沙门氏菌(Salmonella)血清型、序列型(sequence typing,ST)分布、耐药性和毒力因子特征,探讨ST与耐药性和毒力的关系。收集2020—2023年从生畜肉中分离的68株沙门氏菌,用血清凝集法鉴定其血清型,微量肉汤稀释法进行药物敏感检测;全基因组测序分析多位点序列分型、耐药基因与毒力因子,并结合系统发育树分析其相关性。结果表明:68株沙门氏菌可分为14种血清型,以鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌为主,ST以ST19、ST34和ST11为主;多重耐药菌株占比69.12%(47/68),对氨苄西林(76.47%)、四环素(55.88%)和萘啶酸(52.94%)耐药率较高;68株沙门氏菌均携带菌毛吸附相关因子、镁离子转运相关因子、非菌毛类吸附相关因子、调控相关因子和分泌系统相关因子;生畜肉中污染的沙门氏菌血清型种类多样,耐药性严重且携带多种毒力因子,需要加强畜类养殖和生产销售的管理。

基于全基因组测序的耐多黏菌素和替加环素肺炎克雷伯菌特征研究

目的分析1株多黏菌素和替加环素均耐药的肺炎克雷伯菌基因组特征。方法肺炎克雷伯菌KP2016分离自我院临床痰液标本。采用微量肉汤稀释法测定KP2016对亚胺培南、美罗培南、多黏菌素和替加环素的最低抑菌浓度。对菌株进行第二代Illumina和第三代Oxford Nanopore全基因组测序。通过Unicycler对第二代和第三代序列进行混合拼接。通过ABRicate v0.8.13调用Resfinder数据库分析耐药基因。通过ISFinder分析移动元件。利用CGE(Center for Genomic Epidemiology)网站分析菌株的ST型和质粒复制子类型。利用Proksee对质粒结构进行可视化。结果KP2016菌株对多黏菌素和替加环素均耐药,MIC分别为512和16 mg/L。MLST分析显示KP2016属于ST656,携带多黏菌素耐药相关mcr-1和mcr-8基因和替加环素耐药相关tmexCD1-toprJ1基因簇。KP2016携带1个染色体和5个环形质粒,质粒大小3,991~275,345bp,GC含量44.35%~52.20%。mcr-1基因位于约44kb的质粒p1上,上下游环境为ISKpn26-mcr-1-pap2-ISApl1;mcr-8基因位于IncR/IncN型质粒p2上,遗传结构为ISEcl1-mcr-8-orf-ISKpn26;tmexCD1-toprJ1基因簇结构为IS26-tnfxB1-tmexC1-tmexcD1-toprJ1。此外,菌株还携带多黏菌素耐药相关的染色体介导的CrrB突变(L204V、V237I)。结论肺炎克雷伯菌KP2016多黏菌素耐药由mcr-1、mcr-8和crrB突变介导,替加环素耐药由tmexCD1-toprJ1基因簇介导。应加强合理监测,防止其在医疗机构中进一步传播。

弯曲菌宽谱烈性噬菌体生物学特性、全基因组测序分析及初步应用

为探索控制弯曲菌污染的新途径,以弯曲菌NCTC12662为宿主菌,从养殖场鸡粪便中分离纯化得到弯曲菌噬菌体,并对其进行电镜形态特征观察、生物学特性测定与基因组学分析,同时采用棋盘法,测试噬菌体与抗生素的联合应用效果。结果显示,从山东省胶东地区养鸡场粪便中分离到1株噬菌体P-61。透射电镜下显示该噬菌体颗粒具有1个直径约为102.6 nm的二十面体头部和1个长度约为112.9 nm的长尾部,属于有尾噬菌体目,长尾噬菌体科;裂解谱为48.48%,裂解效价为5.5×10^(11)pfu/mL,感染复数为0.01;一步生长曲线显示潜伏期为20 min,裂解期约为130 min,裂解量为240 pfu/cell;最适宜生长温度为42℃,pH耐受性较强,在pH 5~9范围内效价较稳定。噬菌体基因组全长为130425 bp,G+C含量为26.13%,共有176个开放阅读框、3个tRNA,软件预测基因组中不含毒力基因和抗生素耐药基因。利用棋盘法测得,当噬菌体为10^(6) pfu/mL时,环丙沙星最低浓度降至1/8 MIC,联合用药组具有明显的联合杀菌效果。综上可知,得到的噬菌体P-61具有效价高、裂解谱宽及对环境适应能力强等生物学特性,且基因组信息清晰,能与抗生素联合应用发挥协同作用,具有消毒、净化等临床应用可能性。本研究为噬菌体制剂的开发利用提供了生物资源。

全基因组测序分析山东省胶东地区禽源弯曲菌基因组特征和耐药性

为了解山东省胶东地区禽源弯曲菌的耐药特征、毒力特征及分型遗传进化关系,对2021-2022年来自胶东地区26个养禽场的31株弯曲菌,采用肉汤稀释法进行抗生素敏感性检测,然后基于全基因组测序结果分析其耐药基因、毒力基因、多位点序列分型,并进行全基因组单核苷酸多态性(wgSNPs)遗传进化分析。结果显示:31株弯曲菌对四环素的耐药率为96.77%,对环丙沙星、萘啶酸的耐药率均为93.55%;31株菌呈现出6种耐药谱,15株菌耐3类及以上药物。基于全基因组测序结果,31株弯曲菌分为20个序列型(ST),其中结肠弯曲菌优势克隆群为CC828,空肠弯曲菌呈现多样性分布;携带喹诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、β-内酰胺类等多种类型耐药基因,携带已知功能的6类42种毒力基因。经wgSNPs遗传进化分析,结肠弯曲菌优势克隆群CC828分布在3个小分支中,空肠弯曲菌分布在7个小分支中,分布分散。结果表明:胶东地区禽源弯曲菌耐药严重,耐药谱较广,携带的耐药基因与耐药表型有一定关系;携带毒力基因数量较多,结肠弯曲菌有优势克隆群,空肠弯曲菌ST型呈多样性,分离菌株具有较高的遗传多样性。本研究为降低禽源弯曲菌向人类传播的概率,实现“同一健康”提供了技术支撑。

一株孔雀源奇异变形杆菌全基因组测序及毒力与耐药性分析

【目的】试验旨在了解分离自蓝孔雀的奇异变形杆菌PM19的毒力、耐药性以及基因组特征。【方法】采用动物试验、药敏试验和PCR方法对分离菌进行毒力、耐药性以及毒力基因检测,并运用Illumina NovaSeq6000平台进行基因组框架图测序,通过NR、KEGG、Swiss-Prot、COG、PHI-base、CAZy、CARD和VFDB数据库进行功能基因注释以及病原宿主互作用蛋白、碳水化合物活性酶、耐药基因和毒力因子预测分析。【结果】分离菌PM19为多重耐药菌,对受试的氨苄西林、阿莫西林/克拉维酸钾、头孢曲松、头孢噻肟、阿米卡星、庆大霉素、卡那霉素、环丙沙星、四环素、强力霉素、磺胺嘧啶钠、替米考星、氟苯尼考和氯霉素共14种抗菌药物全部耐药。分离菌具有较强毒力,对小鼠半数致死量为6.19×10^(6)CFU。FliL、zapA、rsmA、hmpA、mrpA、atfA、pmfA和ureC共8种毒力基因在该菌中被检测到。全基因组测序分析显示,该菌基因组大小约为3.98 Mb,GC含量为38.94%,预测到3715个编码基因。PHI-base数据库注释出158个与病原宿主互作用有关的蛋白基因;CAZy数据库注释出101个碳水化合物活性酶基因;通过CARD数据库和VFDB数据库分别注释到92个耐药基因和8类毒力相关基因。【结论】奇异变形杆菌PM19菌株具有较强毒力且为多重耐药菌株,携带大量病原宿主互作用蛋白基因、碳水化合物活性酶基因、耐药基因及毒力基因。

福建省零售新鲜食用菌分离单核细胞增生李斯特菌全基因组测序及耐药分析

目的了解福建省新鲜食用菌中单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)的血清群、ST型、毒力基因、耐药特征等情况。方法对福建省零售环节新鲜食用菌中分离的Lm进行全基因组测序,使用BioNumeric7.6软件对测序数据进行拼接组装,进一步分析其血清群、ST型、毒力基因、耐药特征等。结果10株Lm共3种血清群(6株为IIb,3株为IIa,1株为IIc),5种ST型(4株ST5,3株ST8,余3株为ST87、ST9、ST429),以CC5、CC8为优势克隆群。Lm均携带LIPI-1上的6种毒力基因actA、hly、mpl、plcA、plcB、prfA及内化素基因inlA、inlB、inlC、inlE、inlF、inlH、inlJ、inlK,部分携带inlD、inlG、inlL基因。10株Lm均不携带LIPI-3上的基因,2株携带LIPI-4上的部分基因。Lm对头孢西丁的耐药率为100%,对苯唑西林、克林霉素耐药率各为30%。5株Lm对2种及以上抗生素耐药,1株ST87型Lm耐药谱为OXA-CLI-CIP-FOX,2株ST8型Lm耐药谱为CLI-FOX,2株ST5型Lm耐药谱为OXA-FOX。对耐药基因进行预测,发现10株Lm均携带fosX、mprF、norB、sul、Lmo0919抗生素耐药基因。经cgMLST分析,10株Lm聚集在5个不同的进化分支上,每个不同的分支包含1种ST型。本研究中的3株ST8型Lm无等位基因差异,4株ST5型Lm也无等位基因差异,属于同一个克隆,说明同一ST型的Lm可持续存在于不同的新鲜食用菌中。结论福建省零售环节新鲜食用菌中的Lm分离株具有食源性感染人的潜在风险,且耐药情况不容乐观,尤其高毒力多重耐药株的出现,对食品安全及公共卫生的影响应引起警惕。

地黄枯草芽孢杆菌全基因组测序及其促生作用相关基因研究

为了探究地黄枯草芽孢杆菌(Bacilus subtilis)对地黄促生作用的相关基因,对其进行全基因组测序,并通过功能注释挖掘促生作用相关基因。结果表明,地黄内生促生菌枯草芽孢杆菌基因组大小为4310 699 bp,GC含量为43.44%,共预测编码基因4 521个。GO、COG、KEGG、CAZy、CARD和VFDB数据库注释的基因数分别为3013、3354、4395、206、52、212。与促生作用有关基因有46个,这些基因主要集中在溶磷、固氮、铁载体等方面。同时,antiSMASH预测到共409个基因富集到12个次级代谢产物合成基因簇,主要编码合成丰原素、3-羧酸碳青霉烯、类双硫醇、杆菌溶素、羊毛硫类细菌素、表面活性肽、美好菌素酸和儿茶酚型嗜铁素等8种抑菌物质,其中美好菌素酸和儿茶酚型嗜铁素还具有螯合周围环境铁离子的作用。

全基因组测序技术在结核病中的应用进展

全基因组测序是高通量测序技术,因偏倚小、成本不断降低等优势而广泛应用于疾病的临床诊断和研究中。近年来,结核病带给全球公共卫生的压力不容小觑。目前,全基因组测序技术在结核病诊断、耐药性检测、致病机制研究及其传播防控等方面面临诸多挑战。本文阐明全基因组测序技术在结核病中的最新应用进展。

高深度全基因组测序技术的产前应用进展

全基因组测序(whole genome sequencing,WGS)是一种新兴的基因检测技术,其原理为基于二代测序,使用合适的测序深度对人体基因组进行全范围的测序,分析其遗传信息,有检测类型全面、基因组覆盖度高、测序流程误差少等优点。但由于其检测成本较高、产出数据量大、测序数据分析复杂等特点,在临床中的实际应用仍较少,目前主要针对临床罕见病进行病因探索研究,在产前诊断领域中的应用尚不成熟。由于产前诊断领域对检测技术的准确性和时效性要求较高,产前有对胎儿遗传病进行全面筛查的需求,近年来逐渐有研究尝试在产前诊断领域使用高深度WGS作为诊断方法,以探索其是否有作为产前诊断手段的潜力及优势,本文收集了目前国内外发表的产前WGS队列研究,浅论其在产前诊断中的应用进展。

沙塘鳢肠道致病菌G-2全基因组测序及信息分析

为探明造成养殖沙塘鳢肠道出血的病原菌G-2的特性,对G-2进行全基因组测序和分析。基因组组分分析和基因功能注释结果显示:G-2的总基因数为5134个,其中蛋白编码基因4977个,非蛋白编码基因157个,非编码基因中tRNA基因107个,rRNA基因42个,sRNA基因8个;分别有5109、3339、3362、2543个基因在对应的Nr、SwissProt、COG、KEGG数据库中获得注释;毒力基因分析表明G-2含有多种肠毒素和溶血素基因、InhA蛋白、磷脂酶及蛋白质毒素,解释了该菌造成养殖沙塘鳢肠道出血的原因。基于G-2菌株的16S rRNA序列信息构建系统进化树,确定其为苏云金芽孢杆菌。

基于全基因组测序的四川省22例复发肺结核患者感染模式及耐药情况分析

目的:分析复发肺结核患者感染模式和耐药信息,为结核病患者治疗及防控提供科学依据。方法:采用前瞻性研究方法,参照入组标准从四川省峨眉山市、绵阳市涪城区和江油市3个耐药监测点收集2012—2021年肺结核患者分枝杆菌培养阳性菌株2207株,剔除286株重复菌株后与中国疾病预防控制中心结核病信息管理系统进行比对,排除18例发病间隔<12个月的患者后,对34例有2次及以上就诊情况患者菌株进行复苏、DNA提取、全基因组测序,分析复发患者结核感染模式和耐药情况。结果:排除11例某一配对菌株传代培养失败及1例全基因组测序结果为非结核分枝杆菌的患者后,最终纳入22例复发肺结核患者进行分析。其中,14例(63.6%)患者为内源性复燃,本地患者、发病间隔、初始感染菌株为Lineage 2谱系、耐药、耐多药、异烟肼耐药患者分别为13例(92.9%)、18.00(13.50,24.50)个月、10例(71.4%)、6例(42.9%)、2例(14.3%)、5例(35.7%),2例获得性耐药,1例乙硫异烟胺耐药性消失;8例(36.4%)患者为外源性再感染,其相应数据分别为4例(4/8)、14.50(13.25,16.75)个月、4例(4/8)、5例(5/8)、3例(3/8)、5例(5/8),且两次感染耐药类型均不同。结论:四川省作为结核病高负担地区,复发仍以内源性复燃为主,但耐药严重的外源性再感染也应引起重视,应积极关注这类患者的治疗情况,制定个体化用药方案,减少结核病复发。

绵羊肺炎支原体GH3-3株全基因组测序及生物信息学分析

【目的】全面了解绵羊肺炎支原体GH3-3株的基因序列,研究其潜在的致病机制及其复制、转录、翻译过程的调控机制。【方法】采用体外培养,利用细菌基因组DNA提取试剂盒提取绵羊肺炎支原体GH3-3株基因组DNA,进行全基因组测序。【结果】绵羊肺炎支原体GH3-3株基因组大小为1060772 bp,GC含量为29.66%,基因组组分分析后发现,GH3-3株的基因组含有730个编码基因,总长度为914379 bp,平均长度为1252.57 bp,占基因组全长的86.2%。串联重复序列共149个,总长为20926 bp,占基因组全长的1.97%。微卫星DNA序列102个,tRNA 30个,rRNA 3个。在NR、SwissProt、GOG、KEGG、GO、CARD、CAZy、PHI、TCDB、RMS数据库中,分别有719、459、473、394、449、33、5、180、113、59个基因被注释;在VFDB数据库中,共注释到了76个毒力因子相关的基因。将基因组序列提交至NCBI网站,获得登录号为:PRJNA1051969。【结论】获得了绵羊肺炎支原体GH3-3株完整的基因组信息,预测和注释了其基因的功能,明确了GH3-3株以及与国内外其他绵羊肺炎支原体菌株之间的遗传进化关系。

多杀性巴氏杆菌的分离鉴定和全基因组测序分析

多杀性巴氏杆菌(Pm)可感染多种动物,引起肺炎或全身性败血症,造成严重的经济损失。为鉴定河北昌黎县某肉牛养殖场导致牛大批病死的病原,本研究从病牛肺脏中分离到疑似Pm的菌株,对其进行革兰氏染色观察,16S rDNA基因的PCR扩增与序列分析,并对其荚膜和脂多糖进行PCR分型,PCR扩增其7个管家基因后分析分离菌的多位点序列分型(MLST)。结果显示,分离株为革兰氏阴性菌,与Pm的16S rDNA基因序列同源性达99.87%,表明分离到一株Pm。PCR分型鉴定结果显示其为血清B型和脂多糖L2型,MLST分型为ST44型,将该Pm分离株命名为PmB-1。将PmB-1以4.88 cfu/只经腹腔注射感染小鼠,进行致病性试验,结果显示PmB-1能引起小鼠内脏出血病变。采用IlluminaHiseq二代结合PacBio三代测序平台对PmB-1进行全基因组测序及生物信息学分析。结果显示,PmB-1基因组含1条染色质,长2 331 836 bp,编码2 141个基因,并含19个rRNA,58个tRNA和42个sRNA;含有3个前噬菌体、5个基因组岛,5个获得性免疫(CRISPR-Cas)系统、3个插入序列以及1个转座子元件。致病性预测分析结果显示,PmB-1含244个毒力相关基因,224个耐药基因,495个基因参与病原与宿主的互作,14个基因编码分泌系统蛋白,535个基因编码转运蛋白,190个基因编码分泌蛋白,499个基因编码跨膜蛋白,17个基因编码双组分调控系统。本研究分离到一株Pm,并对其进行小鼠致病性试验,全基因组测序和生物信息学分析,为预防Pm的感染、流行和研究其致病机制提供了参考依据。

猪肺炎支原体Mhp-1株的分离鉴定及其全基因组测序分析

为了分离与鉴定引起的猪群疑似支原体性肺炎的病原体,本实验收集了20份病死猪肺脏病变组织,采用猪肺炎支原体(Mhp)和猪鼻支原体(Mhr)特异性引物进行PCR鉴定、分析培养特性、颜色变化单位(CCU)测定、传代培养后扩增16S rRNA基因并测序分析等,并进一步采用BLAST分析分离菌16S rRNA基因序列的同源性,采用邻接法构建16S rRNA基因的系统进化树,对该分离株MLST分型、全基因组测序和毒力基因预测。结果显示,20份临床样品仅3份样品为Mhp单阳性,接种KM2液体培养基后仅1份生长良好,颜色规律性变黄;接种KM2固体培养基培养7 d后呈现特异性“煎蛋样”的菌落形态;瑞氏姬姆萨染色结果可见环状、点状、丝状、两级状等形状且大小不等的菌体形态,传12代后经特异性PCR检测结果为Mhp单阳性,表明该分离株可以稳定传代,且无Mhr污染;该分离株在KM2培养基上为1×10^(7)CCU/mL;16S rRNA基因序列比对结果显示该分离株与GenBank中登录的Mhp菌株ES-2(CP038641.1)同源性达100%。以上结果确定本研究分离出一株Mhp,并将其命名为Mhp-1。16S rRNA基因系统发育树分析结果显示,分离株Mhp-1与国外猪源Mhp分离株F7.2(KY264125.1)处于同一分支,亲缘关系最近;MLST分型结果显示Mhp-1分离株属于ST184型;全基因组测序获得序列大小为0.91 Mb,与已报道的Mhp基因组大小基本一致;毒力基因预测结果显示其存在EF-Tu、Lttp、P216、P102、P46、P97、PDH-B、Capsule、HlyA等毒力因子编码基因。本研究进一步丰富了Mhp的研究数据,为规模化猪场猪支原体性肺炎的防控提供参考数据。

纳米孔三代测序技术在禽流感病毒全基因组测序中的应用

纳米孔(Nanopore)测序技术是一项新兴三代测序技术,具有巨大应用前景,然而在动物病原领域中的应用还处于起步阶段。为探究该技术在禽流感病毒(AIV)全基因组测序中的应用,本研究对采自农贸市场的2份AIV阳性鸡咽喉拭子样品(分别命名为AIV1和AIV2)进行RNA提取,利用AIV通用引物靶向扩增其全基因组,扩增产物经末端修复、3'末端加A碱基、条形码连接和添加测序接头等步骤,完成测序文库制备。经GridION×5Mk1测序仪测序获得7.16G数据,所获得的测序数据经数据质控、过滤去除低质量reads、比对拼接得到AIV全基因组序列,整个试验流程在13 h内完成。同时,采用一代测序方法验证Nanopore测序结果的准确性。测序数据质控结果显示所有读长(reads)的质量分数均大于10,AIV1产生404474条reads,平均reads为996.7 bp,平均reads质量分数为13.8,AIV2产生76589条reads,平均reads质量分数为13.5,平均reads为1095 bp,表明测序数据质量较高;利用Samtools软件统计AIV 8个基因节段的覆盖率和各基因节段位点的测序深度,结果显示AIV1全基因组的覆盖率达100%,平均测序深度为34473×,AIV2全基因组的覆盖率达100%,平均测序深度为7470×,表明拼接结果可靠性高;所得测序结果与一代测序结果通过Geneious Prime软件对比,结果显示,二者的一致性达98.78%~100%,其中AIV1有7个基因节段测序结果的一致性为100%,AIV2有5个基因节段测序结果的一致性为100%,一致性最低的MP基因的一致性也达98.78%,表明本研究的测序方法准确性良好。本研究成功实现Nanopore三代测序技术在AIV全基因组测序中的应用,通过优化扩增条件和数据处理为AIV全基因组的测序提供了一种新方法,在新发突发禽流感疫情应急检测中将发挥重要作用。

Amycolatopsis sp.的全基因组测序及香兰素合成途径分析

拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)CCTCC NO:M2011265是一株可以转化阿魏酸生成香兰素菌株,该研究利用Illumina Hiseq测序平台对拟无枝酸菌进行全基因组测序、拼接、基因预测及功能注释,并从拟无枝酸菌的全基因组中筛选和鉴定参与香兰素合成的功能基因。结果表明,总共组装得到64个scaffolds,整个基因组组装大小约为8425551 bp,总GC含量为71.89%。通过生物信息学分析发现了香兰素合成关键基因ech、fcs和ech2基因,及香兰素分解代谢基因vdh基因,其中ech和fcs为一个基因簇,并进一步构建过表达ech-fcs-ech2菌株,其摇瓶发酵表明转化阿魏酸生成香兰素速率加快,发酵时间显著缩短。该研究获得的拟无枝酸菌的全基因组信息为解析其转化阿魏酸生成香兰素发酵过程中的代谢机理提供遗传信息基础,也为通过代谢工程获得高产香兰素菌株的研究提供理论支持。

1株ST515型多重耐药单增李斯特菌全基因组测序分析

【目的】了解1株分离自调理肉制品的单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)携带耐药基因、毒力基因、可移动元件情况以及遗传进化关系。【方法】以1株从新疆某地的调理肉制品中分离获得的LM菌株LM5567为研究对象,通过VITEK-2 Compact和AST-GP67药敏卡检测LM5567菌株耐药性;经全基因组测序后,对LM5567菌株进行功能注释、分子分型、遗传进化关系和耐药基因、毒力基因及可移动元件携带情况分析。【结果】LM5567菌株对苄青霉素、氨苄西林、苯唑西林、呋喃妥因、复方新诺明、四环素等抗菌药均有耐药性,其基因组全长为2.974 Mb,包含2 941个编码基因。通过GO注释共获得2 144个基因,包含了50种功能特性。多位点序列分型(MLST)分析结果显示,LM5567菌株为ST515型,与分离自不同国家的复合克隆系(clonal complex, CC)CC1菌株具有较近亲缘关系。单核苷酸多态性(SNP)分析表明,LM5567菌株与来自加拿大的菌株02_17924b、02_1103和1株来自波兰的菌株220的突变位点最少,该菌株携带88个毒力基因和6个耐药基因,存在1个转座子Tn6009并携带四环素耐药基因tetM。【结论】食源性LM5567菌株为ST515型多重耐药菌株,基因组携带多种耐药基因、毒力基因和1个转座子,具有发生耐药性转移的潜力,存在通过食物链传播引起人类李斯特菌病的潜在风险。