本文選題：肺炎克雷伯菌　切入點：核心基因　出處：《上海師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：肺炎克雷伯菌是一種短棒狀的、無運(yùn)動性的革蘭氏陰性菌,由Friediander于1893年從患大葉性肺炎病人的肺組織中首次分離得到,它是一種條件致病菌,易在住院患者的呼吸道和腸道中定植,通常會導(dǎo)致肺炎、腦膜炎、肝膿腫、眼內(nèi)炎、泌尿系統(tǒng)發(fā)炎、傷口感染、全身敗血癥等疾病的發(fā)生,給臨床治療帶來了很大困難。特別是近年來,由于多重耐藥性肺炎克雷伯菌的不斷傳播,肺炎克雷伯菌感染的治療也變得更加困難,因而人們對于肺炎克雷伯菌的關(guān)注也越來越多。另一方面,肺炎克雷伯菌在工業(yè)上可用于發(fā)酵甘油生產(chǎn)1,3-丙二醇、2,3-丁二醇等重要的平臺化合物,而且由于其高產(chǎn)量和生產(chǎn)力,肺炎克雷伯菌已被認(rèn)為是所有野生菌中最有前景的1,3-丙二醇工業(yè)生產(chǎn)菌株。肺炎克雷伯菌是一類多譜系、多系統(tǒng)發(fā)育起源的細(xì)菌,但目前有關(guān)其系統(tǒng)發(fā)育以及其與致病性之間的關(guān)聯(lián)還在解析之中,也是目前研究的一個熱點。隨著二代高通量測序技術(shù)的發(fā)展,已測序的肺炎克雷伯菌基因組的數(shù)量迅速增長,這就為利用基因組大數(shù)據(jù)來分析肺炎克雷伯菌的系統(tǒng)發(fā)育成為可能,從而更為全面地分析肺炎克雷伯菌各譜系之間的進(jìn)化關(guān)系。然而,現(xiàn)有的幾種系統(tǒng)發(fā)育分析方法都不能滿足這種大數(shù)據(jù)分析的需要,因此迫切需要建立一種可靠、精確的系統(tǒng)發(fā)育分析方法來獲得基于基因組大數(shù)據(jù)的肺炎克雷伯菌的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。本文基于肺炎克雷伯菌核心基因的組成與特征分析,建立了一種新的系統(tǒng)發(fā)育分析方法,并與現(xiàn)有方法比較,驗證了其可靠性與精確性,并利用該方法對肺炎克雷伯菌的基因組大數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,主要的研究結(jié)果如下:(1),本文通過對84個肺炎克雷伯菌基因組進(jìn)行多序列比對,確定了肺炎克雷伯菌的核心基因組的大小為3.0Mbp左右,核心基因的數(shù)量為2735個。對所得核心基因組成的分析發(fā)現(xiàn)大部分核心基因都為內(nèi)源基因,只有少部分為外源基因,同樣,絕大多數(shù)核心基因都較為保守,進(jìn)化速率較低,且絕大多數(shù)核心基因的長度在500bp到1500bp之間,只有很少的一部分核心基因?qū)儆谥虏』颉?2),本文在核心基因及核心基因組SNPs分析的基礎(chǔ)上,分別選用50個核心基因,建立了4種新的系統(tǒng)發(fā)育分析方法,分別為:隨機(jī)選擇法、GC含量偏移率選擇法、突變率選擇法以及綜合選擇法。(3),本文以32個全基因組水平序列為樣本組,比較、分析了基于新建方法所得的進(jìn)化樹。發(fā)現(xiàn):基于隨機(jī)選擇法、GC含量偏移率選擇法和突變率選擇法所得的進(jìn)化樹都沒有現(xiàn)有的基于SNPs矩陣所獲得的進(jìn)化樹準(zhǔn)確,這表明上述幾種方法的分辨率不足,都不適用于后續(xù)的系統(tǒng)發(fā)育分析;而綜合選擇法所得的進(jìn)化樹要比基于SNPs矩陣所得的進(jìn)化樹更為準(zhǔn)確,其進(jìn)化樹本身也有著相當(dāng)高的置信度,因此本文提出的綜合選擇法是一種較現(xiàn)有方法更可靠準(zhǔn)確的系統(tǒng)發(fā)育分析方法。(4),本文證實了綜合選擇法不但準(zhǔn)確、可靠,而且是一種簡便易行、適用于大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)育分析方法,并用它成功實現(xiàn)了950個肺炎克雷伯菌基因組的系統(tǒng)發(fā)育分析;另外,綜合選擇法也被證實適用于克雷伯氏菌屬的種間分析,通過引入了克雷伯氏菌屬的其他種和亞種的標(biāo)準(zhǔn)菌株,成功鑒定了所得進(jìn)化樹中幾個非肺炎克雷伯菌分枝的分類學(xué)歸屬。(5),本文通過基因組大數(shù)據(jù)分析,進(jìn)一步證實了肺炎克雷伯菌除CG258外的各個譜系是獨立進(jìn)化的,還證明了ST395菌株不但屬于CG258而且可能起源于ST11菌株,而且ST11菌株還很有可能是CG258的共同祖先。另外,研究還發(fā)現(xiàn)了3個CG258的新成員(ST340、ST437和ST855)。(6)本文在基因組大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,探討了肺炎克雷伯菌的流行病學(xué),發(fā)現(xiàn):ST258這一譜系是肺炎克雷伯菌中傳播最快、分布最廣的一個譜系,而強(qiáng)致病性菌株的各個譜系的傳播速度則相對較慢,而且這些譜系的進(jìn)化過程以及肺炎克雷伯菌致病性的進(jìn)化都是相對獨立的。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R378

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本文編號：1650500