促旋酶(gyrase)B亚单位基因gyrB在鉴别细菌近缘种中的应用

单拷贝的gyrB是普遍存在于细菌中编码促旋酶B亚单位的基因,该基因进化速率快,每100万年的平均碱基替换率为0.7%～0.8%。研究证明,该区段基因能对假单胞菌、芽孢杆菌、弧菌、肠杆菌、分枝杆菌、气单胞菌、乳酸菌等不同属或科内的近缘种进行区分鉴定,还可通过设计种特异性引物进行定量PCR或者限制性片段分析,同时也能结合变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)追踪微生物的动态。gyrB基因弥补了非蛋白编码基因16SrDNA或者基因间隔序列(ITS)DNA无法区分近缘种的缺陷,给近缘种的鉴别或者其群体指纹图谱的分析带来了新的希望,为当前国内外用于近缘种研究的热点,是细菌系统发育分析上非常值得重视的新靶标。

利用16S rDNA结合gyrA和gyrB基因对生防芽孢杆菌R31的快速鉴定

克隆16S rDNA、DNA促旋酶A亚基编码基因gyrA和B亚基编码基因gyrB对分离自石斛兰(Dendrobiumsp.)叶片的广谱抗真菌生防芽孢杆菌R31进行鉴定。首先通过生理生化测定和克隆16S rDNA序列,分析显示其属于芽孢杆菌属(Bacillus),但不能准确鉴定到种;然后分别利用克隆的gyrA基因和gyrB基因以及其BLAST分析结果构建系统发育树,最终将该菌株确定为枯草芽孢杆菌(B.subtilis)。结果显示利用16S rDNA与gyrA基因组合可以快速鉴定枯草芽孢杆菌,利用16S rDNA与gyrB基因组合可以快速鉴定枯草芽孢杆菌及其近缘种。

霍乱弧菌和副溶血弧菌分离株的gyrB基因系统发育分析

依据gyrB基因部分编码序列构建系统发育树以分类和鉴别霍乱弧菌和副溶血弧菌,并探讨其种系发生关系。扩增并测序13株霍乱弧菌、8株副溶血弧菌、2株嗜水气单胞菌及1株类志贺邻单胞菌的gyrB基因(编码DNA促旋酶B亚单位)序列,并采用距离法与最大似然法构建系统发育树。两种方法所构建的树结构完全一致,霍乱弧菌、副溶血弧菌、嗜水气单胞菌及类志贺邻单胞菌各自形成一个独立的簇。其中,霍乱肠毒素基因(ctxA)阳性的霍乱弧菌(8株O139群与2株O1群ElTor型)聚类成一分枝;3株副溶血弧菌临床株(1株2002年流行株,2株2004年分离株)与1日本菌株及2001年1株自环境分离的毒力株聚类。系统发育分析靶分子gyrB基因可以良好区分上述4种常见病原菌。产毒O139群霍乱弧菌与产毒O1群ElTor型霍乱弧菌关系密切。副溶血弧菌环境毒力株与本地区临床主要流行株在系统发育关系上较为接近,可能是潜在的致病菌。

结核分枝杆菌对左氧氟沙星与莫西沙星的交叉耐药性及gyrA和gyrB基因突变分析

目的研究结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）对左氧氟沙星（1evofloxacin，LVF）与莫西沙星（moxifloxacin，MXF）的交叉耐药性，分析gyrA和gyrB基因突变位点分布及突变位点与耐药水平的关系。方法采用改良罗氏培养基检测MTB标准菌株H。，Rv、66株LVF耐药和55株LVF敏感的MTB临床分离菌株LVF和MXF的最低抑菌浓度（minimal inhibition concentration，MIC）。通过PCR直接测序法测定gyrA和gyrB耐药基因片段。结果MXF的MIC比LVF低2～4倍，MXF抗MTB菌株的活性是LVF的2～4倍。MTB标准菌株H37Rv未见gyrA和gyrB基因突变。66株LVF耐药和55株LVF敏感菌株均存在gyrAAGc95ACC（Ser→Thr）突变；55株LVF敏感菌株gyrA和gyrB基因未见其他突变。66株LVF耐药菌株中，40株（60．6％）gyrA GAC94（AAC或GGC或GCC或CAC或TAC）（Asp→Asn或Gly或Ala或His或Tyr）突变；19株（28．8％）gyrAGCG90GTG（Ala→Val）和1株（1．59／6）gyrA GCG90AAG（Ala→Lys）（未见报导）双碱基突变；3株（4．6％）gyrA TCG91CCG（Ser→Pro）突变；1株（1．5％）gyrBGAC500AAC（Asp→Asn）突变；2株（3．0％）呈gyrA GAC94（AAC或GCC）（Asp→Asn或Ala）与gyrB GGG551AGG（Gly→Arg）（未见报导）双位点突变。gyrA GAC94（AAC或GGC）（Asp→Asn或Gly）突变引起FOs药物较高水平耐药；GAC94GCC（Asp→Ala）和GCG90GTG（A1a→Val）突变引起FQs药物较低水平耐药。结论LVF与MXF之间存在交叉耐药，MXFMIC随LVFMIC增高而增高，但耐药水平不同。GyrA基因突变位点可能与耐药水平有关，有可能根据基因突变的位点分析耐药水平。

gyrB基因在细菌分类和检测中的应用

gyrB基因是普遍存在于细菌内编码DNA促旋酶中B亚单位蛋白的基因。综述了该基因近年来在细菌系统发育分析、细菌鉴定及临床医学应用的研究进展,并展望了其广阔的应用前景。

基于gyrB基因的SYBR Green I实时定量PCR检测病原灿烂弧菌

灿烂弧菌Vibrio splendidus是多数海水养殖动物的主要致病菌,对养殖业危害较大。本研究根据灿烂弧菌gyrB基因的保守序列设计特异性引物,建立了SYBR Green I实时定量PCR检测灿烂弧菌的方法。构建含gyrB基因的重组质粒作为标准品,进行SYBR Green I实时定量PCR,在Tm为62℃时,扩增产物的熔解曲线仅有一个单特异峰,扩增所得标准曲线为y=-3.338x+37.67,相关系数为0.999,扩增效率为0.99,最低能检测到20个拷贝。实验结果表明,该检测技术具有较高的特异性、敏感性和重复性,对灿烂弧菌病的快速诊断和流行病学调查有重要意义。

豫陕两省14株鸡杆菌的gyrB、16S rRNA和rpoB基因序列比较分析

分析河南、陕西分离的14株鸡杆菌(Gallibacterium)之间的进化关系,及gyrB基因序列比较在该菌进化分析中的作用。PCR扩增鸡杆菌分离株的gyrB、16SrRNA和rpoB3个看家基因,PCR产物纯化后直接测序。将鸡杆菌分离株、国外参考株的3个看家基因序列进行比较分析,用Phylip 3.67软件构建进化树。结果表明,14株鸡杆菌与鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatis)模式株间的相似性为96.3%～98.0%(gyrB)、97.7%～99.6%(16SrRNA)和97.7%～99.0%(rpoB);14株鸡杆菌与鸡杆菌复合群1(Gallibacterium genomosp.1)参考株间的相似性为88.8%～89.9%(gyrB)、96.2%～97.5%(16SrRNA)和92.6%～93.6%(rpoB)。基于3个看家基因序列的进化分析,均显示14株鸡杆菌和鸭源鸡杆菌模式株形成单独的一个群。14株鸡杆菌分离株均属于鸭源鸡杆菌种;在3个看家基因位点,鸡杆菌河南株与陕西株之间、鸡杆菌输卵管炎病鸡分离株与健康鸡分离株之间均无明显遗传上的差异;gyrB基因序列分析可用于鸡杆菌分离株的种类鉴定,且对14株鸡杆菌与复合群1参考株的区别能力优于另外2个看家基因。

gyrB基因在细菌系统发育分析中的应用

细菌gyrB编码DNA促旋酶的B亚单位蛋白,对细菌DNA的转录和复制很重要。因不显现频繁的基因横向转移并且基于该序列的分析与DNA杂交同源性分析有较好的一致性,近年来常被选用于细菌系统发育分析及细菌鉴定,一般采用对该基因测序或对其PCR产物RFLP等方法进行研究。

太湖与广东汤溪水库微囊藻gyrB基因序列分析

测定了江苏太湖和广东汤溪水库7株铜绿微囊藻(M.aeruginosa)和1株水华微囊藻(M.flos-aquae)gyrB基因部分序列(974bp),发现40个变异位点,17个简约信息位点,平均(G+C)%为47.8%,序列间相似性≥97.10%.在NJ分子系统树上,不同种类的微囊藻混杂分布,表明基因型聚类与表型无直接关系;不同地理来源的铜绿微囊藻间遗传变异小,没有明显的地理聚群,反映出地理差异并不影响遗传上的相似性;支持暂将不同藻种归为铜绿微囊藻复合种的分类处理.gyrB基因对微囊藻遗传差异的解析效果优于16S rRNA,与16S-23S ITS和cpcBA-IGS等效果相当,表明gyrB基因可能成为研究微囊藻分类和遗传变异新的良好分子标记.

几种海藻表面附着细菌的分离及其gyrB基因序列分析

利用TCBS培养基从三种海藻:孔石莼(Ulva pertusa)、海带苗(Laminaria japonica)和多管藻(Polysiphonia urceolata)表面共分离得到10株细菌。生理生化试验和gyrB基因序列分析结果表明10株细菌都属于弧菌(Vibrio)。基于gyrB基因序列构建的系统发生树显示,菌株L5、L6、P7、P8、P10、P11、P12与Vibrio splendidus属于同一分支,序列间相似性为97.5-100%。菌株L4、P9与Vibrio cyclitrophicus属于同一分支,序列间完全一致。菌株U3在系统发生树上独立构成一个分支。本文结果表明不同海藻表面的附着细菌组成也不相同,具有一定的海藻特异性。

郑州地区耐多药结核分枝杆菌gyrA和gyrB基因突变特征及对氟喹诺酮类药物耐药研究

目的分析郑州地区耐多药(MDR)结核分枝杆菌(MTB)临床分离株中gyrA和gyrB基因突变特征及其对氟喹诺酮类(FQs)药物耐药的特点。方法收集2015年5月至2016年12月河南省胸科医院收治的256例肺结核患者的痰标本,进行MTB固体罗氏培养、液体分枝杆菌培养,MTB培养阳性者行比例法药物敏感性试验,采用聚合酶链式反应扩增MDR MTB的gyrA和gyrB基因,对扩增产物进行测序和序列比对分析。应用耐药基因判断MDR MTB对FQs药物耐药的敏感性和特异性。结果 256例患者中MTB培养阳性215例,其中非MDR肺结核患者137例,MDR肺结核患者78例。78株MDR MTB临床分离株对氧氟沙星(Ofx)、0.5 mg·L^(-1)莫西沙星(Mfx 0.5)及2.0 mg·L^(-1)莫西沙星(Mfx 2.0)的耐药率分别为55.1%(43/78)、55.1%(43/78)、32.1%(25/78);137株非MDR MTB临床分离株对Ofx、Mfx 0.5及Mfx 2.0的耐药率分别为7.3%(10/137)、5.8%(8/137)、0.7%(1/137);非MDR MTB临床分离株对Ofx、Mfx0.5、Mfx2.0的耐药率显著低于MDR MTB临床分离株(χ~2=61.21、66.73、45.87,P<0.001)。gyrA基因、gyrB基因在Ofx耐药株中的突变率分别为90.7%(39/43)、11.6%(5/45);gyrA基因、gyrB基因在Mfx 0.5耐药株中的突变率分别为88.4%(38/43)、11.6%(5/43);gyrA基因、gyrB基因在Mfx 2.0耐药株中的突变率分别为100.0%(25/25)、12.0%(3/25)。以FQs药物敏感性试验结果为金标准,gyrA基因突变判断MDR MTB对Ofx、Mfx 0.5、Mfx 2.0耐药的敏感性分别为90.7%、88.4%、58.1%,特异性分别为88.6%、85.7%、100.0%,gyrB基因突变判断MDR MTB对Ofx、Mfx 0.5、Mfx 2.0耐药的敏感性分别为62.5%、62.5%、37.5%,特异性分别为45.7%、45.7%、68.6%,检测gyrA基因突变判断MDR MTB对FQs药物耐药的特异性高于gyrB基因突变(χ~2=17.86、15.44、13.92,P<0.001),检测gyrA基因突变判断MDR MTB对Ofx耐药的敏感性高于gyrB基因突变(χ~2=4.53,P<0.05)。结论郑州地区MDR MTB对FQs耐药率较高,耐药的主要原因是gyrA基因突变,最常见的gyrA基因突变位于94位点。

基于gyrB基因的地衣芽孢杆菌PCR快速检测方法的建立

根据6株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的gyrB基因序列设计了1对特异性引物F1和R1,扩增产物大小为303 bp,以此引物对为基础,成功建立了灵敏度为1×10-3mg·L-1(约为200个细菌/反应)的地衣芽孢杆菌PCR快速检测方法 .该方法具有快速、灵敏度高、特异性强等优点,它为今后从微生物群落结构复杂的环境中分离地衣芽孢杆菌奠定了良好的基础.

短乳杆菌gyrB基因的扩增与测序

目的:为检测短乳杆菌gyrB基因序列。方法:设计两对简并引物对3种啤酒污染乳酸杆菌进行PCR扩增,获得短乳杆菌部分目的基因片断。并将该片断克隆至pGEM-T Easy载体,经限制性内切酶分析和测序获得短乳杆菌gyrB基因部分序列。结果:通过对序列进行进化树分析,发现该序列与啤酒典型污染菌植物乳酸杆菌gyrB序列相似性较高。结论:短乳杆菌gyrB序列对于建立啤酒中短乳杆菌快速检测具有十分重要的意义。

基于gyrB序列Taqman实时荧光PCR检测在MTC鉴定中的应用

目的:初步分析基于gyrB序列的Taqman实时荧光PCR在MTC(结核分枝杆菌复合群)鉴定中的应用。方法:根据MTC gyrB序列设计引物和探针,应用荧光定量PCR对14株标准株及90株临床分离株进行临床研究,并与测序法结果进行比较。结果:14株标准株中,非洲分枝杆菌与结核分枝杆菌结果为阳性,其余结果为阴性;30株临床分离株与ITS测序比较,有1株NTM结果为阳性,1株MTC结果为阴性,其余菌株检测结果与测序结果符合,分析特异度高;将60株临床分离株的检测结果与测序结果进行比较,得到该方法的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值均为100%。结论:采用基于gyrB序列的Taqman荧光PCR可快速检测和鉴别MTC和NTM。

采用gyrB基因扩增快速鉴定结核分枝杆菌复合群的初步研究

目的:初步分析gyrB基因扩增用于结核分枝杆菌复合群(MTC)快速鉴定的可行性。方法:采用特异性引物进行分枝杆菌标准株和临床株的gyrB基因扩增,再通过琼脂糖凝胶电泳观察聚合酶链反应(PCR)结果。结果:15株各种分枝杆菌标准株中,结核分枝杆菌(MTB)、牛分枝杆菌和非洲分枝杆菌均扩增出1184bp目的片段,而其余分枝杆菌PCR结果为阴性;94株分枝杆菌临床株中,60株MTB和10株牛分枝杆菌扩增阳性,而其他分枝杆菌(包括6株脓肿分枝杆菌、5株偶发分枝杆菌、4株龟分枝杆菌、3株鸟分枝杆菌、3株胞内分枝杆菌、2株耻垢分枝杆菌、1株堪萨斯分枝杆菌)均扩增阴性。结论:采用针对MTC的特异性引物进行gyrB基因扩增能快速、准确地鉴别MTC和非结核分枝杆菌。

湖南省柑橘溃疡病菌gyrB和16S rRNA的扩增和序列分析

为了解湖南省不同地区柑橘溃疡病菌遗传多样性,从湖南省黔阳、祁阳、衡山、道县、茶陵、永兴、沅江、零陵8个柑橘主产区采集样本,分离病原菌,PCR扩增其gyrB基因和16S rRNA序列,阳性样品送样测序。利用生物信息学软件,将测序结果与GenBank中柑橘溃疡病菌相近的黄单胞杆菌构建系统发生树,对比2个不同序列扩增的分辨率。结果表明,gyr B基因比16S rRNA序列分辨率高;利用gyr B基因除了能分析亲缘较近的外源菌株,还能对同属但是生长地区有异的菌株进行更深入的区分。

嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)gyrB基因的PCR扩增、克隆与序列分析

根据GenBank和ICB数据库中gyrB蛋白氨基酸序列的两个保守区域TPGMYIG和QRY(F)KGLGEM设计简并引物,以L.ferriphilum菌株YSK基因组DNA为模板,PCR扩增出获得大小约为2.2kb的DNA片段。序列分析表明,菌株YSK的扩增片断的开放阅读框(ORF)能够推导出一个编码分子量约为82.24kD、氨基酸数目为731个的蛋白质片断。这个氨基酸序列与所研究的gyrB蛋白氨基酸序列显示出高度的同源性,尤其是与菌株AMC_Cont91的gyrB蛋白氨基酸序列的相似性高达92%,而与M.xanthus的gyrB的相似性最低,仅为37%。基于氨基酸序列的同源性及其所预测的蛋白质大小,可以推断出该扩增片段属于gyrB基因。

与GyrA相互作用的GyrB结构域突变对结核分枝杆菌螺旋酶功能的影响

DNA螺旋酶中的GyrA与GyrB亚基只有互作重组后才有酶活性。为寻找GyrB亚基和GyrA亚基相互作用的关键区域,构建了不同的GyrB亚基突变体,分析GyrB各突变体与GyrA亚基的相互作用对全酶活性的影响。结果显示:GyrB亚基C端是其与GyrA相互作用的主要结构域,结合GyrB的二维结构,提出GyrB中第531~550位氨基酸是影响螺旋酶功能的关键区域,并可能是理想的新药设计靶标。

耐恩诺沙星沙门菌gyrA和gyrB基因的分子特征分析

为了探究临床分离的沙门菌对恩诺沙星的耐药机制,通过微量肉汤稀释法测定18株临床分离的沙门菌对恩诺沙星的敏感性,然后选取其中对恩诺沙星耐药的菌株,利用PCR扩增其gyrA和gyrB基因,并将扩增产物进行序列测定,最后用DNAMAN软件将测序结果与NCBI上公布的沙门菌标准野生型菌株(LT2)的gyrA和gyrB基因序列进行比对分析。结果显示,18株临床分离的沙门菌中有4株为耐药菌株,耐药率22.2%。对4株耐药菌株的gyrA和gyrB基因比对分析发现,gyrB基因未见突变,而gyrA基因有3个氨基酸位点突变,分别是Ser83→Phe或Leu(突变率100%)、Asp87→Asn(突变率75%)、Asn200→Asp(突变率25%);其中恩诺沙星最小抑菌浓度(MIC)≥16.000μg/mL的3株菌均是在83、87位出现双突变,而恩诺沙星MIC为4.000μg/mL的1株菌则是在83、200位出现双突变。结果表明,沙门菌对恩诺沙星产生耐药性与gyrA基因的突变密切相关,gyrA基因喹诺酮耐药区(QRDR)的双突变可使沙门菌对恩诺沙星的耐药性增强,提示Asp87的突变可能增强了Ser83位点突变所介导的耐药性,但非QRDR区的Asn200不能发挥增强耐药性的作用。

发光细菌PB-P3.9的鉴定与gyrB、luxA基因系统发育分析

平板划线分离法从猪肉上分离得到一株发光细菌PB-P3.9,依据细菌DNA促旋酶B亚基基因(gyrB)、荧光素酶A基因(luxA)序列比对及构建系统发育树鉴定其种属,并探讨其来源。扩增gyrB、luxA基因并测序,两个基因序列比对结果与发光杆菌属的明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)分别有99%、98%的序列相似性,结合其生物学特性,确定PB-P3.9为一株明亮发光杆菌。根据GenBank数据库中明亮发光杆菌标准菌株gyrB、luxA基因序列,采用距离法构建系统发育树,表明PB-P3.9株与标准菌株NCIMB 1279有最近亲缘关系,结合其生长条件,拟确定此发光细菌PB-P3.9来源于海洋深海鱼或中层海水浮游生物。