454 GS Junior测序平台用于细菌基因组de novo测序的评价

目的评价454 GS Junior测序平台在细菌基因组测序中的应用价值。方法利用454 GS Junior测序平台测定1株霍乱弧菌的基因组序列,组装注释后,与参考序列霍乱弧菌O1埃尔托生物型菌株N16961基因组序列进行比对。结果共获得37Mbp数据,平均读长为322bp。数据组装后,得到170个序列重叠群,总长为3.96Mbp。与参考序列相比,测定序列对于参考序列的覆盖度达到99.49%,参考序列96.76%的基因被完整测出同源基因。结论 454 GS Junior测序平台可以用于细菌基因组的快速测定。

ABI PGM测序平台用于细菌基因组de novo测序的评价

为了探索加快细菌基因组研究的方法,利用ABI PGM测序平台测定了1株单细胞硫还原地杆菌的基因组序列。测序共获得1.4 Gbp数据,平均读长为177 bp。通过多个拼接软件并采用合适的组装策略,得到一个完整细菌基因组3.55 Mbp和一条完整质粒序列110 kbp。测定基因组序列与参考基因组kn400序列的相似性达到94%,参考基因组91%的基因能在测定基因组中找到相似基因。通过本研究表明采用ABI PGM测序平台结合灵活的拼接策略可快速构建细菌基因组精细图谱,为进一步的功能注释及深入的信息分析提供准确的数据,大大加快研究进程。

细菌全基因组测序技术用于沙门氏菌流行病学调查的可行性分析

为探讨细菌全基因组测序(whole genome sequencing,WGS)技术在基层沙门氏菌防控中的优势与可行性,对前期分离的9株沙门氏菌进行细菌全基因组测序,并进行血清型预测、多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)和耐药基因分析,将全基因组测序结果与传统血清分型和耐药性分析结果进行对比。结果显示:基于全基因组测序数据的血清分型结果与传统血清分型结果符合率为100%,两种方法对9株沙门氏菌血清分型结果完全一致;两种方法分析出的β-内酰胺类、氯霉素类、喹诺酮类和氨基糖苷类药物的耐药基因与耐药表型符合率为100%,即耐药菌株中均含有4大类抗菌药物的耐药基因;用全基因组测序检测到利福平、磺胺类和四环素3大类抗菌药物的7个耐药基因,表明9株沙门氏菌可能对这3大类抗菌药物耐药。结果表明:全基因组测序结果与传统实验室诊断结果完全一致,且具有快速、低成本、操作简单等优势,并且随着测序技术的发展,其检测成本和周期将进一步缩减,因此基于细菌全基因组测序开发沙门氏菌快速分型和耐药性分析方法有一定的应用价值和可行性。

土壤环境中四环素抗性基因向病原菌的转移研究

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)已被公认为环境中的新型污染物,水平基因转移是ARGs传播与扩散的主要途径,纯培养体系下ARGs的水平基因转移(Horizontal gene transfer,HGT)已经多有报道,HGT的分子机制也已被充分挖掘。然而,环境中的ARGs在自然条件下是否能够转移到人类致病菌中目前仍然未知。为了探究沙门氏菌是否能够在自然条件下从施肥土壤中获得ARGs并在土壤中长期存活,将含有大量四环素敏感型沙门氏菌的粪肥施入3种土壤,并对土壤进行淹水或不淹水处理,90 d后分离四环素抗性沙门氏菌。结果表明,沙门氏菌未通过HGT获得四环素抗性基因并在土壤中长期存活。从红壤中分离到3株具有四环素抗性的疑似沙门氏菌,经过生理生化和16S测序鉴定确定它们均为产H2S的大肠杆菌,经HT-q PCR检测,它们均携带多种ARGs。对其中携带ARGs种类最多的T2菌株进行全基因组测序与分析,结果表明T2携带了两个长度分别为40.48 kb的IncX1型和93.31kb的IncY型质粒,15个基因岛,与COG数据库比对得到了3807个注释基因,包含前噬菌体和转座子共197个;经ARDB注释获得34个ARGs,其中包括了2种四环素抗性基因均位于IncY型质粒上。将T2菌体与四环素敏感型E.coli O157:H7菌株共培养,在施加不同浓度梯度四环素的条件下,T2携带的四环素抗性基因没有向O157菌株转移。综上所述,在自然环境中沙门氏菌难以从施肥土壤中获得ARGs并在土壤中长期存活,从土壤环境中分离的抗性大肠杆菌T2所携带的四环素抗性基因也难以在纯培养体系下转移到E.coli O157:H7中。研究结果可为科学评估ARGs在土壤环境中的转移风险提供参考。