拟常曲率空间的紧致极小子流形全测地的关于Ricci曲率的Pinching条件

本文证明了拟常曲率空间中紧致极小子流形是全测地的关于Ricci曲率的Pinch-ing条件,推广和包含了常曲率空间中Ejiri的相应结果,即Q>n-2(n>4)时,M=S^n(1)。

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。

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。

全基因组重测序解析重庆武隆中华蜜蜂遗传变异及种群分化特征

【目的】解析重庆武隆中华蜜蜂的遗传变异及种群分化特征,为该地区传粉昆虫的遗传多样性研究提供理论参考。【方法】对重庆武隆中华蜜蜂进行全基因组重测序,并结合我国其他地区57群中华蜜蜂的重测序原始数据进行种群遗传分化分析。【结果】测序共获得武隆中华蜜蜂有效数据(clean data)33.53 Gb,发现高质量单核苷酸多态性(SNP)位点共3886321个,小片段的插入与缺失(small indel)位点1392028个。在武隆中华蜜蜂样品中筛选出具有相同变异位点的非同义SNP突变基因589个,编码区发生small indel的基因214个。这些基因主要富集于赖氨酸降解、轴突导向、细胞外基质受体互作和丝裂原活化蛋白激酶信号通路。最终获得16个具有相同SNP和small indel的突变基因,其中包括嗅觉受体基因2个、细胞色素P450基因1个。武隆中华蜜蜂与我国其他地理型中华蜜蜂可能存在显著的遗传分化,与华中中蜂和北方中蜂(陕西安康)种群的亲缘关系较近。【结论】推测氨基酸代谢、神经系统发育、嗅觉进化、抗逆性能改善以及对温度偏好性的转变与武隆中华蜜蜂适应重庆本地自然环境有关。随意引种可能导致优质中华蜜蜂品种混杂,生产性能和抗逆性能下降。因此,需要保护本土优质中华蜜蜂种质资源。

基于全基因组重测序评估郏县红牛保种群遗传多样性与群体结构

【目的】了解郏县红牛保种群的群体结构和遗传多样性,从而更好地保护和利用郏县红牛遗传资源。【方法】基于全基因组重测序技术,对30头郏县红牛的全基因组单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)进行检测,并通过分析群体遗传多样性、群体结构、连续纯合片段(runs of homozygosity,ROH)分布特征和亲缘关系,对郏县红牛保种群的保种效果进行综合评估。【结果】在30头郏县红牛个体中共检测到41215797个高质量SNPs位点;郏县红牛群体遗传多样性丰富,最小等位基因频率为0.13±0.13,多态性标记比例为0.58±0.33,期望杂合度为0.192±0.152,观测杂合度为0.191±0.158,核苷酸多样性为0.003±0.001。郏县红牛群体的有效群体含量呈逐代下降趋势,在1000代前有效群体含量为2716头,在20代前为143头;郏县红牛个体间的遗传距离介于0.80~0.89之间,平均遗传距离为0.83±0.02。聚类分析显示,30头郏县红牛共分为7个家系,15头公牛可分为5个家系;30头郏县红牛个体中共检测到5947个ROH,总长度为2.8 Gb,长度为0~0.5 Mb的ROH占比最多(73.08%),2~4 Mb的ROH占比最少(0.40%),基于ROH的平均近交系数为0.19±0.07,15头公牛的平均近交系数为0.15±0.05。【结论】郏县红牛保种群遗传多样性丰富,群体结构没有出现明显分层,整体上保持了较高水平的近交,出现了一定的近交风险,需加强选种选配工作,以确保郏县红牛遗传资源的可持续发展。

基于全基因组重测序数据的新疆褐牛基因组结构变异检测及群体结构分析

旨在鉴定新疆褐牛基因组结构变异(structure variation,SVs)特征,并在此基础上探索新疆褐牛培育过程中受到影响的结构变异。本研究基于全基因组重测序数据,利用Manta、Delly、Lumpy三款软件对新疆褐牛及其父母本(瑞士褐牛、哈萨克牛)以及中国西门塔尔牛基因组结构变异进行检测,之后利用主成分分析、构建系统发育树和遗传分化指数(F_(ST))将新疆褐牛基因组与其余3个品种进行比较分析。结果显示,4个牛品种共检测出54969个SVs,缺失型变异占比最高(56.59%),插入型变异占比最少(0.03%)。从数量上看,这些SVs在染色体上的分布呈现出随染色体号变大而逐渐减少的趋势。不同品种间存在共有变异和品种特有变异,其中地方品种哈萨克牛拥有的特有SVs数量最多。主成分分析和系统发育树结果发现,新疆褐牛同哈萨克牛和瑞士褐牛具有较近的亲缘关系。经选择信号分析、基因注释和富集分析,挖掘出了一批与产奶性状(PI 4K2A、ELOVL3、ECHS1、SCD、TCF 7L2、PNLIPRP2、BTRC、PLCE 1)、生长发育(BMP6、TLL2、MAPK9、ROR 2)、适应性(PRKC B)以及免疫(GSTO2、GSTO 1)相关的关键基因。本研究从结构变异上解析新疆褐牛的特征,并揭示一些新疆褐牛培育过程中高度分化的基因,为推动新疆褐牛的遗传改良提供了基础资料。

全外显子组测序诊断Rothmund-Thomson综合征的临床研究

目的 探讨1例Rothmund-Thomson综合征(RTS)患儿的临床表现及诊断,并进行文献复习,以提高对该病的认识。方法 分析2019年5月河南省儿童医院小婴儿病房收治的1例RTS患儿的临床资料,抽取患儿及其父母外周静脉血各2 mL,利用高通量测序进行一家三口全外显子组测序检测。以Rothmund-Thomson综合征、RECQL4基因、Rothmund-Thomson syndrome、RECQL4为检索词,分别在中国知网、万方数据库、PubMed数据库进行中英文文献检索(检索时间从建库至2023年8月)。结果 患儿出生后即出现反复腹泻,生长发育落后,3个月后出现颜面部、臀部皮肤色素脱失。测序结果提示RECQL4基因存在复合杂合突变:c.3237-2A>T和c.1593_1594delTC。2个突变均为数据库和文献未见报道的新突变位点,分别来自患儿父母。文献检索结果:符合检索条件的中文文献10篇、英文文献131篇。结合病例分析和文献复习,该文主要从临床症状及致病基因突变角度出发,重点叙述Rothmund-Thomson综合征的临床特点、成因、诊断及高肿瘤风险。结论 RTS是罕见的常染色体隐性遗传病,以皮肤异色症、白内障、骨骼发育异常或缺如等为主要临床表现,并涉及多个系统受累。RECQL4基因突变检测有助于确诊。该研究发现的2个新突变丰富了RECQL4基因突变谱。

全外显子测序联合基因组拷贝数变异测序在儿科遗传病诊断中的应用

目的探讨全外显子测序(whole exome sequencing,WES)联合基因组拷贝数变异测序(copy number variation sequencing,CNVseq)在儿科遗传病诊断中的应用价值。方法选取2019年8月至2023年7月郑州市妇幼保健院新生儿科及儿科收治的怀疑患有遗传性疾病或临床诊断不明确的患儿为研究对象,采集患儿及其父母外周血进行WES及CNVseq检测,对检出的变异进行分类及评级,并进行一代测序或qPCR验证。结果共纳入患儿33例,其中男性18例,女性15例,年龄范围为1 d~8岁。WES的阳性检出率为36.4%(12/33),CNVseq阳性检出率为9.1%(3/33),两者联合阳性检出率为45.5%(15/33)。结论WES联合CNVseq是儿童遗传性疾病分子诊断的有力工具,可作为一线检测手段在临床大力推广。

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。

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。

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。

基于全基因组重测序研究文昌鸡产蛋性能的影响因素

旨在通过研究文昌鸡进化过程的特征,深入理解影响产蛋性能的因素,为文昌鸡优良品种选育提供基础。本研究采集35只健康文昌鸡(35周龄,15公,20母)和30只健康江汉鸡(35周龄,10公,20母)的血液组织各3 mL提取DNA,采用全基因组重测序方法建库测序。首先,对于原始测序数据用trimmomatic软件过滤,获得高质量序列比对到鸡的参考基因组,GATK软件提取变异位点SNPs,设置参数质控去除低质量、假阳性变异位点,进一步采用snpEff对过滤的SNPs进行基因结构和功能注释。然后,比较文昌鸡和江汉鸡的群体结构差异,分别设置评估群体差异参数Fst、ROD、Tajima′s D的阈值,筛选受到选择的区域,并对这些区域的基因进行功能富集。结果表明:1)文昌鸡测序获得1.05 Tb clean data,平均每个样本大约29.97 Gb,测序深度大约28×;江汉鸡测序获得1.10 Tb clean data,每个样本大约36.72 Gb,测序深度大约35×;平均比对率>98%。2)两个群体基因结构注释总数均是内含子>基因间区>上下游调控区>编码区;系统进化树和主成分分析显示文昌鸡和江汉鸡亲缘关系较远;文昌鸡的连锁不平衡程度低于江汉鸡。3)与产蛋性能相关基因的功能富集结果主要包括3种必须氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)代谢途径、钙离子沉积、金属肽酶抗氧化、肾上腺素和催乳素受体活性等功能,而且这些通路的基因都位于受到强烈选择的区域。综上所述,影响文昌鸡产蛋性能的因素主要包括必须氨基酸代谢、矿物质沉积和抗氧化、性腺激素分泌,这3个因素在进化过程中都受到强烈选择,对产蛋性能发挥重要调控作用。从进化分子遗传学角度研究鸡的产蛋机理,不但能够促进理解文昌鸡产蛋性能的进化特征,而且有助于加速高产蛋鸡品种或品系的培育。

基于全基因组重测序解析皮山红羊群体遗传结构及产羔数候选基因研究

[目的]皮山红羊是分布于新疆和田地区的新发现多羔性地方绵羊品种。本研究基于全基因组重测序技术从基因组水平上了解皮山红羊的群体遗传结构及产羔性状受选择信号区域,并对候选基因进行验证。[方法]选择30只连续产2~3羔的经产皮山红羊母羊为高繁组(high fertility, HF),30只连续产单羔的经产皮山红羊母羊为低繁组(low fertility, LF),对这两个群体进行全基因组重测序。应用主成分分析(PCA)、系统进化树、群体遗传结构及全基因组扫描(Fst&θπ)等综合分析法确定候选区域,进一步筛选皮山红羊产羔性状候选基因。采用飞行质谱分型技术对候选基因进行分型验证。[结果]皮山红羊高、低繁殖组群体连锁不平衡(LD)分析衰减曲线相似,系统进化树显示两组群体分化程度不明显。PCA结果显示,两个群体明显聚成一簇,个别个体离群,其位置及相互关系符合进化树结构以及群体结构结果。设置同时达到Top 1%Z(Fst)值和θπ值的窗口为候选区域,共注释229个强选择信号,HF和LF组注释基因分别为86和143个,其中筛选到42个可能与繁殖性状相关的候选基因,如MARF1、CHGA、BMPR1B、IMMP2L、CDK14、ZDHHC3、CCDC71、DSCAML1、LIMK2、P2RY14等。经GO与KEGG通路分析发现,GO功能显著富集在钠离子跨膜转运蛋白活性的调控、凋亡过程的调控、钠离子通道调节剂活性、G蛋白偶联受体结合、G蛋白偶联嘌呤核苷酸受体活性等条目,KEGG显著富集通路主要与信号传递、信号通路、物质代谢等通路有关。分型结果表明,MARF1基因有11个SNPs位点在皮山红羊群体中真实存在,其中,g.14023542 T>A、g.14036507 A>G、g.14046123 C>T位点与群体平均产羔数显著关联,且前2个突变位点呈现强连锁关系(r2>0.3),g.14023542 T>A位点TT基因型具有最多的平均产羔数(1.901±0.675)。[结论]皮山红羊高繁组和低繁组两个群体遗传背景相似,具有一定程度的分化,但分化不明显。MARF1、CHGA、BMPR1B、IMMP2L、CDK14、ZDHHC3、CCDC71、DSCAML1、LIMK2、P2RY14等基因可能是影响皮山红羊产羔性状的候选基因。MARF1基因的3个SNPs位点可作为皮山红羊产羔性状潜在分子选育标记。

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。

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。

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。

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。

全外显子组测序对性发育异常患者的分子遗传学病因分析

目的通过全外显子组测序(WES)技术分析性发育异常(DSD)患者的分子遗传学病因,以加深对DSD致病机制的认识。方法收集2008年3月-2021年8月于云南省第一人民医院就诊的60例DSD患者的临床资料进行回顾性分析,并对其中1个先证者进行家系研究。提取所有患者的外周血基因组DNA进行WES测序分析,WES结果利用SAMtools软件、单核苷酸多态性(SNP)数据库、InDel数据库进行SNP和InDel检测;采用ExomeDepth进行外显子水平的拷贝数变异(CNV)检测;应用PolyPhen-2、Mutation taster、PyMol软件进行突变的有害性预测,并采用Sanger进行测序验证。结果60例DSD患者中,22例为46,XX DSD,38例为46,XY DSD。22例46,XX DSD患者中14例存在SRY基因;在另外8例患者和其中1个先证者家系中,2例患者的NR5A1、PROKR2和ANOS1基因发生单核苷酸变异(SNV),4例患者中的CYP21A2基因发生CNV,其中CYP21A2 EX1 Dup已有该变异的相关致病性报道,其余3个CNV为意义未明的变异,2例未检出与DSD相关的基因突变位点。38例46,XY DSD患者WES分析结果中,14例中检出了10个致病或疑似致病变异位点,包括SRY、AR、SRD5A2、CYP17A1、NR5A1等5个基因;5例中检出CYP21A2、AKR1C2、CBX2、NR5A1基因的5个疑似致病的CNV,其中3个微缺失,2个微重复。WES结果中NR5A1(c.722G>T、c.48C>G)、ANOS1 c.564A>T变异为首次报道的位点,在检出的CNV中,CYP21A2 EX1 Dup在相关数据库中有致病性的报道,其余未见报道。结论WES技术的应用提高了对DSD的诊断能力,拓展了现有的DSD相关致病基因突变谱数据,丰富了对DSD致病机制的认识,可为开展遗传咨询提供帮助。