基于16S rRNA和gyrB基因串联DNA特征序列的气单胞菌鉴定方法

【目的】建立基于16S rRNA序列和gyrB基因串联DNA特征序列的属内菌种鉴定方法,为气单胞菌的种间区分提供技术支持。【方法】以2020—2021年在我国福建、江苏等地分离获得的水产源气单胞菌和NCBI已公布且完成全基因组测序的10种气单胞菌为研究对象,分别以16S rRNA序列、gyrB基因及2个基因序列串联后得到的新DNA特征序列作为构建系统发育进化树的依据,比较不同系统发育进化树的鉴定结果,并以运动性试验、溶血性试验、糖发酵试验进行辅助鉴定。【结果】在基于16S rRNA序列构建的系统发育进化树中,中间气单胞菌、嗜水气单胞菌、达卡气单胞菌、肠源气单胞菌等聚类在不同分支上,未能形成独立的种属进化分支;在基于gyrB基因构建的系统发育进化树中,达卡气单胞菌、豚鼠气单胞菌和嗜水气单胞菌聚类在同一分支上,而异嗜糖气单胞菌和维氏气单胞菌聚类在另一分支上。将16S rRNA序列和gyrB基因串联组成新DNA特征序列再构建系统发育进化树建树,能完全有效分离气单胞菌属的不同菌株,将不同种的气单胞菌独立聚为一支,较好地实现种间区分。【结论】将16S rRNA序列和gyrB基因串联组成新DNA特征序列再构建系统发育进化树,较基于16S rRNA序列或gyrB基因单独构建系统发育进化树具有更高的分辨力,是一种理想的保守序列相似性高的属内菌种鉴定方法。因此,在16S rRNA测序鉴定为气单胞菌的情况下可再次以gyrB基因为测序对象,获得序列信息后与16S rRNA序列串联构建系统发育进化树,能更加精确地将气单胞菌鉴定到种水平。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

肠道病原菌gyrB基因系统发育分析

[目的]探讨gyrB基因区分鉴别肠道病原菌的能力,为临床快速鉴定病原菌提供依据。[方法]通过PCR扩增及测序方法,获得肠杆菌科和弧菌科的14种临床常见肠道病原菌gyrB基因序列,合并采集来自GenBank的标准菌株序列,采用距离法构建系统发育树。[结果]在系统发育树的拓扑结构中,除志贺氏菌、大肠杆菌、嗜水气单胞菌外,同一菌种的不同菌株均聚类形成具有较高的自举支持率单系类群。大肠杆菌演化支内混杂有志贺氏菌分支;嗜水气单胞菌的临床分离株与标准菌株相距较远,未能聚类成单系类群。另外,除乙型副伤寒沙门氏菌外,其余沙门氏菌gyrB序列在血清型水平呈现高度同源性,使得5种血清型各自聚类区分。[结论]采用gyrB基因作为肠道病原菌系统发育分析靶基因是合适的,其可以在菌种水平区分包含肠杆菌与弧菌科的肠道病原菌。

基于gyrB基因的地衣芽孢杆菌PCR快速检测方法的建立

根据地衣芽孢杆菌的gyrB基因序列设计一对引物,扩增片段大小为507bp的基因片段,该方法对地衣芽孢杆菌DNA的扩增结果为阳性,对照菌株扩增结果均为阴性,对地衣芽孢杆菌检测的灵敏性为1pg总DNA量,成功建立了地衣芽孢杆菌PCR检测方法,该方法具有快速、灵敏度高、特异性强等优点,为地衣芽孢杆菌的分离及鉴定奠定了良好的基础。

建立基于gyrB基因检测结核分枝杆菌复合物的荧光定量PCR法

目的建立基于gyrB基因扩增检测结核分枝杆菌复合物(MTC)的荧光定量PCR(FQ-PCR)法。方法根据gyrB基因设计合成引物和探针,建立并评价TaqMan探针FQ-PCR法,并与基于IS6110序列的FQ-PCR法分别检测50例临床标本,比较两种方法的检测结果。结果建立的FQ-PCR法标准曲线方程为Y=-3.18X+42.84,相关系数(r2)为0.995、扩增效率为106.25%,其检测灵敏度为102CFU/mL;MTC中结核分枝杆菌和非洲分枝杆菌阳性,其他分枝杆菌和4株临床其他细菌均为阴性。批内及批间变异系数(CV)均<2%,重复性良好。本法与基于IS6110序列的FQ-PCR法对50例临床标本的检测结果差异无统计学意义(χ2=0.06,P>0.05),一致性好(κ=0.94)。结论基于gyrB基因扩增的FQ-PCR法灵敏度高、特异性强、重复性好,可用于结核分枝杆菌复合物的早期快速诊断。

基于LAMP技术针对溶藻弧菌gyrB基因快速检测方法的建立

目的应用环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)建立针对溶藻弧菌gyrB基因的快速检测方法。方法以溶藻弧菌标准株(ATCC-17749)和溶藻弧菌野生株(WT)为研究对象,通过在线生物学软件(http://primerexplorer.jp/e/)设计针对溶藻弧菌gyrB基因的LAMP引物,利用恒温水浴进行等温扩增,优化反应条件,建立快速检测方法。结果①经2g/dl凝胶电泳结果显示反应温度为61℃时扩增产物成像效果较60℃,62℃和63℃明显,为适宜反应温度;②在61℃条件下反应60 min和90 min凝胶电泳成像效果差异不大,反应时间为60 min能满足扩增需要;③利用同一体系对临床6种其它常见致病菌进行等温扩增时未出现阳性条带,提示整个体系特异度较好;④采用模板稀释法验证该LAMP体系检测的灵敏度为10-4mg/L。结论建立了基于LAMP技术针对溶藻弧菌gyrB基因的快速检测方法,具有良好的特异度和敏感度,对快速检测溶藻弧菌有重要意义。

婴儿配方粉中阪崎克罗诺杆菌gyrB基因的多态性分析

gyrB基因是编码DNA促旋酶B亚基(拓扑异构酶型Ⅱ)的一个功能保守的看家基因,单拷贝,且变异速率大于16SrRNA,因此适合用于细菌种属之间的鉴定并能反映种属之间的进化关系。首次证实gyrB基因可作为阪崎克罗诺杆菌一个新的分子标记,并且将43株克罗诺杆菌属菌株和5株肠杆菌菌株的gyrB基因的部位序列(1066bp)测序后发现该部分序列比16SrRNA更容易将阪崎克罗诺杆菌分离菌株区别开来,根据非加权算术平均数聚类(UPGMA)方法将已测序的gyrB基因的部位序列(1066bp)用Mega4.0软件构建不同菌株之间的分子进化图谱,进一步证明基于gyrB基因对阪崎克罗诺杆菌菌株之间进行多态性分析是一种比较准确可靠的方法。

副溶血弧菌的gyrB基因环介导的恒温扩增技术检测方法的研究

目的建立一种适合基层实验室应用和开展的快速检测副溶血弧菌的DNA环介导的恒温扩增法(LAMP)。方法针对副溶血弧菌的gyrB基因序列设计了4条引物(2条内引物、2条外引物),并对扩增反应条件进行了优化。结果整个检测过程仅需1.5h,可通过肉眼目测或电泳检测判断结果;对3株种系背景明确的副溶血弧菌不同实验对照株、23株副溶血弧菌地方分离株和32株其他肠道菌进行了检测,具有很高的特异性;该方法的最低检测限为24cfu/ml,具有良好的敏感性;应用于61份贝类海产品的现场检测,阳性率为100%,与实时荧光定量PCR方法的检测结果相符,阳性率高于传统的培养鉴定方法。结论本方法具有快速、灵敏、特异、简便、经济等特点,适合基层实验室、应急检测或现场监测等使用,具有较高的推广价值。

基于gyrB基因的克罗诺杆菌属菌株PCR快速检测方法的建立

43株克罗诺杆菌属菌株和5株肠杆菌属菌株的gyrB基因被克隆并测序,根据已测序的结果设计了一对特异性引物.经优化后的PCR反应体系只能扩增到43株克罗诺杆菌属菌株的目的片段(438 bp),而无法扩增出其他30株非克罗诺杆菌属菌株.通过系统生物学试验评价得出:该PCR方法的基因组DNA检测灵敏度是1.41 pg/PCR.将56 cfu阪崎克罗诺杆菌菌株ATCC 29544人工污染到3种不同的婴幼儿配方粉中,经人工增菌培养(37℃)6 h后即可扩增到目的片段.将该方法应用于25份实际样品的检测中,结果有3份样品扩增到目的片段.但是经传统的国家标准方法进行检测,只有2份样品检测到克罗诺杆菌属菌株.该方法的建立为快速准确鉴定食品中克罗诺杆菌属菌株提供了一种非常有用的技术手段.