水合氧化物对抗生素抗性基因水平转移的影响

研究了水合氧化铝与水合氧化锰对氨苄青霉素抗性基因(负载于pUC19质粒)向大肠杆菌水平转移(转化)过程的影响.结果表明,2.5~200mg/L浓度水平的水合氧化铝与水合氧化锰均显著抑制了抗生素抗性基因(ARGs)转化,两者对转化频率的抑制率最高分别达79.44%和57.64%.水合氧化铝析出的Al (III)是其导致ARGs转化频率发生变化的原因之一,而水合氧化锰几乎无离子析出.此外,水合氧化铝可与p UC19质粒的磷酸骨架以及碱基腺嘌呤、胸腺嘧啶与鸟嘌呤发生结合,与之形成大尺寸加合物,进而降低ARGs进入胞内的效率.对于水合氧化锰,其暴露后宿主细胞膜通透性显著减小,并且该颗粒也与pUC19质粒交缠形成了大尺寸团聚物,这可能是抑制ARGs转化的主要原因.

致病性大肠杆菌HPI毒力岛及其水平转移的研究进展

致病性大肠杆菌作为肠杆菌科成员和人兽共患病病原体之一,在一定条件下可通过多种途径引起人和动物感染并引发不同的大肠杆菌病病型。由于致病性大肠杆菌的血清型和毒力因子众多、耐药趋势严峻、存在生物被膜等因素导致大肠杆菌病的流行趋势复杂且疫苗研发困难,给国内外的畜禽养殖业带来一定的经济损失。高致病性岛(high-pathogenicity island,HPI)最早发现于耶尔森菌,被证实是其毒力表型所必需的基因组岛,为强毒力岛。由于细菌的水平转移机制让该毒力岛在其他肠杆菌科中被广泛检出。其中HPI毒力岛也在致病性大肠杆菌如肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhage Escherichia coli,EHEC)、产志贺毒素大肠杆菌(shiga toxin-producing Escherichia coli,STEC)等中被大量检出,被证实影响致病性大肠杆菌毒力,参与致病性大肠杆菌铁元素摄取和介导宿主免疫反应等。为进一步了解HPI毒力岛在致病性大肠杆菌中的铁元素调控机理、致病特性、介导的细胞免疫反应和水平转移途径,现从HPI毒力岛结构、如何调控耶尔森菌素铁载体、HPI毒力岛致病性及调控细胞免疫反应、HPI毒力岛的水平转移进行概述,以期望为大肠杆菌的致病机理及大肠杆菌病的防控提供帮助。

非抗生素类新污染物影响质粒携带的抗生素抗性基因(ARGs)水平转移研究进展

人们通常认为抗生素的选择压力是造成抗生素抗性基因快速扩散的原因,但是越来越多的研究表明环境中非抗生素类新污染物也能够造成抗生素抗性基因快速扩散。本文对非抗生素类新污染物影响质粒携带抗性基因水平转移规律和机制研究进展进行了归纳总结。目前的研究大多集中在内分泌干扰物、药品及个人护理产品以及纳米材料影响R质粒携带抗生素抗性基因水平转移,相关机制主要关注非抗生素类新污染物对活性氧、应激反应以及细胞膜通透性的影响。持久性有机污染物影响质粒携带抗性基因水平转移规律以及非抗生素类新污染物对其他质粒携带的抗生素抗性基因水平转移规律和其他类型的机制可以作为未来的研究方向。

人体肠道菌群中抗生素耐药基因的水平转移研究

抗生素的广泛使用导致环境中出现了大量耐药菌,其携带的耐药基因会通过水平转移在微生物间传播,加重了耐药基因及耐药菌对环境的污染。由于肠道菌群多样性较高且包含多种抗生素耐药基因,人体肠道逐渐成为抗生素耐药基因发生水平转移的适宜场所。抗生素的过度使用容易改变肠道微生物的组成,影响宿主免疫功能,导致定植抗性的丧失,促使外源耐药菌在肠道定植,对人体健康造成潜在风险。影响人体肠道中耐药基因组成的因素多种多样,包括抗生素的使用,食物,饮水等。本文介绍了肠道菌群耐药基因的组成和传播,总结了肠道菌群中抗生素耐药基因的研究方法,并对未来研究重点进行了展望,以增强对人体肠道抗生素耐药基因的认识,并为减少或控制肠道中抗生素耐药性方法的开发提供新思路。

基因水平转移的评判方法和转移方式研究进展

基因水平转移是不同物种之间或细胞器间基因的交流。基因水平转移现象在原核生物中普遍存在,在真核生物中近年来也发现了众多例证,说明水平转移是生物界的普遍现象。文章着重对基因水平转移的概念、评判基因水平转移的标准,水平转移的特点和转移方式,以及基因水平转移对基因组进化的作用等方面的研究进展进行了综述。在已有的基因水平转移研究中进化树分析法、碱基组成分析法、选择压力分析法、内含子分析法、特殊序列分析法和核苷酸组成偏向性分析法等几种是常用的方法;转座序列是生物中最易于发生水平转移的基因类型;原核生物基因水平转移的主要方式有转化、接合和转导,真核生物中水平转移发生方式尚不清楚。基因水平转移在基因、基因组和生物进化中有着其独特的作用。

万古霉素耐药肠球菌基因及水平转移研究

目的研究我国临床分离万古霉素耐药肠球菌中万古霉素耐药基因及其水平转移情况。方法用多重PCR法检测vanA、vanB及粪肠球菌和屎肠球菌特异的ddl基因；用质粒酶切图谱分析耐药菌同源性，用液体转移和滤膜转移法研究万古霉素耐药基因水平转移情况。结果在12株万古霉素耐药肠球菌中，有11株VanA型屎肠球菌vanA基因阳性，有1株VanB型粪肠球菌vanB基因阳性。ZB18和ZB22菌株的万古霉素耐药性可在液体环境中于肠球菌间转移，转移频率分别为3．1×10^-4和1．9×10^-5。在其余屎肠球菌中，万古霉素耐药性可通过滤膜转移试验在肠球菌间水平转移，转移频率为1．4×10^-3～1．6×10^-6；有1株VanB型粪肠球菌的万古霉素耐药性在肠球菌间不能水平转移。结论VanA型万古霉素耐药肠球菌中均为屎肠球菌，其万古霉素耐药基因可在肠球菌间水平转移。

家蚕chi、gluE和fruA基因与微生物相应基因的同源性及基因水平转移初探

通过对家蚕 (Bombyxmori)大规模EST的分析 ,发现家蚕的chi、gluE和 fruA基因分别与微生物的相应基因存在高度的氨基酸序列同源性 ,且进化关系很近 ,但与线虫 (Caenorhabditiselegans)、果蝇 (Drosophilamelanogaster)、按蚊 (Anophelesgambiae)以及家蚕近缘昆虫的类似基因之间的相似性却非常低。这表明它们可能分别与微生物的同源基因具有共同的祖先 ,即微生物的基因水平转移给了家蚕 。

耐红霉素屎肠球菌耐药基因及其水平转移研究

目的研究我国临床分离高水平耐红霉素的屎肠球菌中红霉素耐药基因及其水平转移情况。方法采用PCR法检测红霉素耐药基因ermB和mef,转座子Tn917相关基因tnpA。采用质粒酶切图谱分析耐药菌同源性,采用固体培养基传递法和液体培养基传递法研究红霉素耐药基因水平转移情况。结果90株高水平红霉素耐药屎肠球菌中ermB基因阳性率为85.6%(77/90),mef基因均为阴性,15.6%(14/90)tnpA基因阳性的肠球菌中ermB基因均为阳性。质粒酶切图谱显示除来自同家医院的4株菌质粒酶切图谱相同外,其余菌株质粒酶切图谱差异明显。14.3%(11/77)菌株携带的ermB基因在屎肠球菌间可通过固体传递水平转移,2.6%(2/77)菌株携带的ermB基因在屎肠球菌间液体环境中水平转移。13株接合子经过PCR鉴定,ermB基因均为阳性,但tnpA基因皆为阴性。结论高水平耐红霉素的屎肠球菌ermB基因携带率较高,且该基因可在屎肠球菌间水平转移,可水平转移的ermB基因可能位于其它非Tn917转座子和/或接合性质粒上。14株屎肠球菌ermB基因可能存在于转座子Tn917内。这些菌株间大多没有同源性。

苏云金芽胞杆菌标记重组菌株的构建与杀虫基因水平转移

利用SOE法将构建的绿色荧光蛋白基因gfp和苏云金芽胞杆菌的杀虫晶体蛋白基因cry1Ac10的嵌合基因克隆到穿梭载体pAD4412上获得重组质粒pBMBZGC10,再通过电转化法导入苏云金芽胞杆菌无质粒突变株CryB中获得重组菌株CryB(pBMBZGC10).将重组菌株CryB(pBMBZGC10)的发酵液按30、60和90ml共3个浓度梯度,菌数约为107～108·ml-1,分次喷洒供试植株小白菜、蕹菜和番茄,结果表明,cry1Ac10基因没有向供试土壤细菌、真菌和放线菌转移,也未在供试植物根、茎和叶中检测到该基因.

环境中抗药基因水平转移研究进展

抗药基因是一种新型环境污染物,一旦被致病菌获得,将导致抗生素的临床使用失效,从而危害公共健康。抗药基因可通过转移因子在细菌间传播,加剧抗药基因的扩散效应,提升了环境健康风险性,因此抗药基因水平转移受到了越来越多的关注。本文介绍了抗药基因水平转移的分子机制,总结了不同环境中各种抗药基因水平转移途径的研究现状,并对该领域将来的研究方向提出了展望,以期为环境中抗药基因的调查评估、污染控制及合理管理提供理论参考。

污水处理过程中抗生素抗性基因的检测及其水平转移机制的研究进展

抗生素的滥用使得近年来环境中抗生素频繁检出,同时污水处理厂接纳不同来源的污水后也促进了抗性基因的水平转移.现阶段抗性基因和水平转移的定性、定量检测手段多样化,尤其是水平转移的机制也备受关注.本文介绍了抗生素抗性基因和水平转移的检测方法以及抗性基因水平转移的研究进展,展望了今后的发展方向,以期为抑制抗性基因的扩散提供技术参考.

高等植物线粒体与细胞核和叶绿体之间遗传物质的水平转移

在线粒体基因组中存在着来自细胞核和叶绿体的DNA ,这些外源DNA的存在增加了线粒体基因组的复杂性 .

基于支持向量机的细菌基因组水平转移基因预测

随着各种生物基因组序列测定工作的完成,大量的DNA序列数据涌现出来,为研究在基因组中寻找水平转移基因提供了极大的便利.将基因序列特征分析和支持向量机技术结合起来,通过分析基因序列的特征差异发现水平转移基因.依据以前研究工作的基础,选取了绝对密码子使用频率(FCU)作为序列特征,主要因为它既包含了基因密码子使用偏性的信息,也包含了基因所编码蛋白的氨基酸组成信息,支持向量机利用这些信息进行水平转移基因分析和预测,可以提高预测的准确性.另外,提出了基于分链的水平转移基因预测新方法,即将细菌基因组前导链和滞后链上的基因区别对待,分别进行水平转移基因预测.结果显示,基本预测方法要优于目前预测结果最好的Tsirigos等提出的基于八联核苷酸频率的打分算法,命中率的相对提高率最高达31.47%,而基于分链的方法对水平转移基因的预测取得了更好的结果.

蓝孔雀肠道菌群中整合子及其水平转移相关性

为了解蓝孔雀(Pavo cristatus)肠道菌群中整合子及其基因盒的分布特征,以2个动物园蓝孔雀粪便为材料,采用CTAB法提取肠道菌群宏基因组DNA,共计139份;通过PCR法扩增整合子、基因盒,选取部分PCR产物测序。结果显示:整合子intI1、intI2和intI3检出率分别为86.33%、69.78%和11.51%;不同大小的基因盒条带有18种,共51种组合模式。研究表明蓝孔雀种群中整合子流行性较高,且Ⅰ类整合子携带的基因盒具有高度异质性,反映了蓝孔雀种群潜在多重耐药的复杂性。测序结果显示蓝孔雀携带的耐药基因主要为甲氧苄啶类(dfrA27)和氨基糖苷类(aadA1、aadA2、aac(6′)-Ib和arr),故在用药时应避免这2类药物。

纳米金属氧化物对耐药基因水平转移的影响

为探讨纳米金属氧化物对耐药基因水平转移的影响,采用抗性筛选法研究不同尺寸、不同浓度金属氧化物对不同浓度、不同种类耐药基因水平转移入不同菌株的影响,电泳观察纳米材料与耐药基因的结合,荧光显微观察纳米材料转导耐药基因进入细胞的现象,荧光探针测定纳米材料对菌体活性氧自由基产生的影响;建立数学模型,分析不同转移方式在纳米金属氧化物促耐药基因水平转移作用中的贡献。结果表明:纳米金属氧化物特别是氧化铝能促进耐药基因以转化和转导方式转移,机制可能为氧化损伤;随着时间的延长,两种方式中转化的作用越来越大。

抗生素单一及联合暴露对RP4质粒介导的抗性基因水平转移的hormesis效应研究

抗生素滥用导致的抗性基因(ARGs)泛滥问题引起人们的日益关注。目前关于抗性基因的研究主要集中在环境监测方面,但是关于抗生素对ARGs传播的影响研究还相对缺乏。质粒是ARGs传播的重要载体,因此以基于RP4质粒的大肠杆菌(E.coli)接合转移体系为研究对象,探讨了盐酸四环素、甲氧苄啶、磺胺氯哒嗪、磺胺异唑在单一暴露条件下对RP4质粒接合转移的影响。根据单一暴露的结果设计混合抗生素的浓度比,探究抗生素联合暴露实验对质粒接合转移的影响。结果表明:在单一暴露条件下,只有盐酸四环素对含有四环素抗性的RP4质粒的接合转移频率有低促高抑的hormesis效应;在联合暴露条件下,对RP4质粒接合转移无促进作用的抗生素会抑制四环素的hormesis效应,这一定程度上降低了抗生素的环境风险。并且用受体理论解释了抗生素对质粒接合转移的hormesis效应产生机制,为目前尚无定论的hormesis受体理论机制提供了证据支持。

原核生物eno基因在系统进化中应用及水平转移分析

多基因系统发育研究方法是系统发育分析中的一个重要手段,基因树冲突已成为分子系统发育研究中日益突出的问题。烯醇化酶基因(eno)及其编码的蛋白广泛存在于五界系统中,烯醇化酶为糖酵解途径中重要酶类。文章选取原核生物已注释的eno基因序列进行了系统发育分析。对其中的138个模式菌株的eno基因序列进行系统发育分析和同源性搜索,发现19个模式菌株的eno基因是通过水平转移而来;并通过核苷酸组成、密码子偏好性和基因排列等基因特征分析,进一步验证了水平转移基因的外源性。结果表明:原核生物eno序列具有较高保守性,其大小适中,是研究原核生物系统发育的良好材料。文章在对基因水平转移的供体和受体菌株生活习性、进化历史以及烯醇化酶的结构和功能的研究过程中提供重要参考价值。

土壤中质粒pLV1016在快生型大豆根瘤菌间的水平转移

在滤膜、液体培养基和土壤微宇宙 3种系统中 ,研究了接合型质粒 pLV1 0 1 6由快生型大豆根瘤菌 (Rhizobiumfredii)QB1 1 31向R .frediilux3的水平转移及pLV1 0 1 6由QB1 1 31向土著细菌的转移 .接合培养 1d后 ,分别计算供、受体菌的生长速率和质粒转移速率常数 (γ) .结果表明 ,相同接种浓度下 ,滤膜接合时γ值最高 ,土壤中γ值最低 ,γ值不受土壤是否灭菌和是否有大豆植株的影响 ,γ值与初始接种浓度负相关 ,与供、受体的生长速率正相关 .在未灭菌土中检测到 pLV1 0 1 6可转移到土著细菌 ,土著接合子分别属于根瘤菌属和假单胞菌属 .

多重耐药质粒RP4在膜生物反应器中的水平转移

目的研究多重耐药质粒RP4在膜生物反应器(MBR)中水平转移情况,进而预测MBR处理含有耐药基因污水的生态风险。方法向正常运行的MBR中接种E.coli K12(RP4)Rif,利用含有不同抗生素的营养琼脂培养基选择性平板计数,得出可培养接合子数量和接合转移率;并利用实时定量PCR方法检测污泥中耐药质粒RP4;同时监测MBR对NH4+-N、CODCr的去除效率和污泥浓度(MLSS),以评价MBR运行效能。结果接种供体菌后,可培养接合子数量、转移频率由0逐渐升高,接种供体菌后第9 d,接合子数量增加到3.38×104cfu/ml、接合转移率达1.70×10-3/cell;随后,可培养接合子数量、接合转移率都呈现波动下降(于第23天分别下降至2.55×102cfu/ml、3.20×10-5/cell);与实时定量PCR检测结果基本一致。供体菌的引入对MBR去除NH4+-N、CODCr的效率都有一定影响,即先降低后逐渐升高,污泥浓度由2200 mg/L逐渐降低至约1100 mg/L。结论实验过程中,RP4质粒在反应器中发生了较高频率的接合转移,并对反应器NH4+-N、CODCr的去除效率都产生影响。