【摘要】：沙門(mén)氏菌(Salmonella)是一種重要的食源性致病菌,能夠通過(guò)食物鏈在人和動(dòng)物中進(jìn)行傳播,由其引發(fā)的食物中毒病例在世界范圍內(nèi)居首位。泛基因組學(xué)是比較基因組學(xué)的重要延伸,是研究沙門(mén)氏菌的多樣性、演化規(guī)律和基因組結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的新型手段。鞭毛蛋白及其相變特征在沙門(mén)氏菌進(jìn)化與環(huán)境適應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。沙門(mén)氏菌鞭毛鉤結(jié)構(gòu)由fliC或fljB基因編碼,根據(jù)fljB基因有無(wú),將它們分為單相(只存在fliC)和雙相(同時(shí)存在fliC和fljB)。本研究首先從公共數(shù)據(jù)庫(kù)(NCBI)中下載獲得214株沙門(mén)氏菌基因組(其中205個(gè)為腸道亞種,包含87個(gè)血清型),并以它們?yōu)檠芯繉?duì)象,進(jìn)行泛基因組學(xué)分析。結(jié)果表明:214株沙門(mén)氏菌中共有14,583個(gè)蛋白聚類(lèi)家族;沙門(mén)氏菌屬于開(kāi)放型泛基因組,符合其生存環(huán)境多樣性的特征;構(gòu)建了基于核心基因的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)的進(jìn)化樹(shù),這一進(jìn)化樹(shù)與血清型間的進(jìn)化關(guān)系基本一致,對(duì)沙門(mén)氏菌血清型的分辨率較高。核心基因的功能富集分析發(fā)現(xiàn),基因數(shù)目聚集最多的為參與糖轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝(9.8%)相關(guān)的通路。隨后,本研究重點(diǎn)分析了沙門(mén)氏菌鞭毛蛋白基因簇的進(jìn)化特征,在214個(gè)沙門(mén)氏菌基因組中,207個(gè)基因組中存在fliC基因,138個(gè)基因組中存在fljB基因;僅僅基因fliA和fliS與沙門(mén)氏菌核心基因組進(jìn)化相對(duì)同步,而fliB,fliC/fljB和fliD基因具有進(jìn)化的一致性,且分別對(duì)應(yīng)于單和雙相血清型;基因重組分析發(fā)現(xiàn),重組幾乎只發(fā)生在單相或者雙相內(nèi)部,而較少發(fā)生于單雙相血清型之間。最后,為了比較兩種進(jìn)化模式中鞭毛蛋白基因的表達(dá)差異,采用RTqPCR方法,挑選四株單/雙相沙門(mén)氏菌代表菌株,并對(duì)它們的fliC和fljB基因進(jìn)行定量表達(dá)分析,結(jié)果表明,雙相fliC基因的表達(dá)量相對(duì)更高,這可能更有利于雙相沙門(mén)氏菌的生存,其與雙相沙門(mén)氏菌擁有更多血清型的情況相符。綜上,本研究為進(jìn)一步深入揭示鞭毛蛋白基因之間的進(jìn)化關(guān)系提供了線(xiàn)索和切入點(diǎn)。
【圖文】：

圖 1-1 沙門(mén)氏菌的分類(lèi)Fig.1-1 Overview of the current classification of Salmonella邦戈?duì)柹抽T(mén)氏菌 (S.bongori) 獲得分泌特殊效應(yīng)蛋白系統(tǒng)的基因，寄主主要為物[6]。而腸道沙門(mén)氏菌 (S.enterica) 是重要的人類(lèi)和動(dòng)物病原菌，其生物學(xué)特較深入的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在的研究主要為如何轉(zhuǎn)化個(gè)人新的診斷方法和如何快速追原因。對(duì)于腸道沙門(mén)氏菌亞種 (S. enterica subsp. enterica, 也稱(chēng)為亞種 I )，因?yàn)槠鹑祟?lèi)和養(yǎng)殖動(dòng)物的大部分感染，所以其研究相對(duì)更加廣泛而詳細(xì)。 流行病學(xué)特征沙門(mén)氏菌是一類(lèi)能引起人畜共患的致病菌，是食品、水源及家畜產(chǎn)品的重要污一[7]。在沙門(mén)氏菌的各血清型當(dāng)中，某些血清型僅存在于單一譜系中，，只能作一宿主 (例如傷寒沙門(mén)氏菌)；而有些血清型含有多個(gè)譜系，可能是也可能不適應(yīng)性的 (如豬霍亂沙門(mén)氏菌)[8]。

圖 1-2 fliC 和 fljB 基因在沙門(mén)氏菌基因組中的位置[38]Fig.1-2 Locations of the fliC and fljB loci in Salmonella genome[38]1.3.2 鞭毛蛋白基因進(jìn)化鞭毛蛋白基因 fliC 和 fljB 的 5’端和 3’端都是高度保守的，而中心區(qū)域是可變區(qū)域。通過(guò)使用多位點(diǎn)酶電泳 (MLEE)，擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性 (AFLPs)，以及看家基因、16SrRNA 基因、致病島和微陣列數(shù)據(jù)序列的比較分析，已經(jīng)得到了初步沙門(mén)氏菌譜系之間的進(jìn)化關(guān)系[46, 47]。雖然這些不同方法生成的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)在一些細(xì)節(jié)上有所不同，但以下三點(diǎn)在沙門(mén)氏菌進(jìn)化中是基本一致的：(1) 存在于所有沙門(mén)氏菌中的沙門(mén)氏菌毒力島 1(SPI1) 能夠感染腸上皮細(xì)胞[48]，該毒力島的獲得使沙門(mén)氏菌從大腸桿菌屬譜系中分離。(2) 毒力島 2 (SPI 2) 存在于所有腸道沙門(mén)氏菌中，包括含有 sse，ssa 和 ssr 基因在內(nèi)的 III 型分泌系統(tǒng)，該毒力島將沙門(mén)氏菌分為兩個(gè)物種：S.enterica和 S.bongori。(3) 第二個(gè)鞭毛蛋白基因 (fljB) 的獲得，將腸道沙門(mén)氏菌分為雙相和單相亞種：分別為亞種 I，II，IIIb 和 VI 以及亞種 IIIa，IV。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TS201.3;Q78

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張河戰(zhàn);沙門(mén)氏菌的分類(lèi)、命名及中國(guó)沙門(mén)氏菌菌型分布[J];微生物學(xué)免疫學(xué)進(jìn)展;2002年02期

本文編號(hào)：2705133