【摘要】：沙門氏菌(Salmonella)是一種重要的食源性致病菌,能夠通過食物鏈在人和動物中進行傳播,由其引發(fā)的食物中毒病例在世界范圍內居首位。泛基因組學是比較基因組學的重要延伸,是研究沙門氏菌的多樣性、演化規(guī)律和基因組結構等內容的新型手段。鞭毛蛋白及其相變特征在沙門氏菌進化與環(huán)境適應中發(fā)揮著重要作用。沙門氏菌鞭毛鉤結構由fliC或fljB基因編碼,根據(jù)fljB基因有無,將它們分為單相(只存在fliC)和雙相(同時存在fliC和fljB)。本研究首先從公共數(shù)據(jù)庫(NCBI)中下載獲得214株沙門氏菌基因組(其中205個為腸道亞種,包含87個血清型),并以它們?yōu)檠芯繉ο?進行泛基因組學分析。結果表明:214株沙門氏菌中共有14,583個蛋白聚類家族;沙門氏菌屬于開放型泛基因組,符合其生存環(huán)境多樣性的特征;構建了基于核心基因的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)的進化樹,這一進化樹與血清型間的進化關系基本一致,對沙門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運和代謝(9.8%)相關的通路。隨后,本研究重點分析了沙門氏菌鞭毛蛋白基因簇的進化特征,在214個沙門氏菌基因組中,207個基因組中存在fliC基因,138個基因組中存在fljB基因;僅僅基因fliA和fliS與沙門氏菌核心基因組進化相對同步,而fliB,fliC/fljB和fliD基因具有進化的一致性,且分別對應于單和雙相血清型;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,為了比較兩種進化模式中鞭毛蛋白基因的表達差異,采用RTqPCR方法,挑選四株單/雙相沙門氏菌代表菌株,并對它們的fliC和fljB基因進行定量表達分析,結果表明,雙相fliC基因的表達量相對更高,這可能更有利于雙相沙門氏菌的生存,其與雙相沙門氏菌擁有更多血清型的情況相符。綜上,本研究為進一步深入揭示鞭毛蛋白基因之間的進化關系提供了線索和切入點。
【圖文】：

圖 1-1 沙門氏菌的分類Fig.1-1 Overview of the current classification of Salmonella邦戈爾沙門氏菌 (S.bongori) 獲得分泌特殊效應蛋白系統(tǒng)的基因，寄主主要為物[6]。而腸道沙門氏菌 (S.enterica) 是重要的人類和動物病原菌，其生物學特較深入的認識，現(xiàn)在的研究主要為如何轉化個人新的診斷方法和如何快速追原因。對于腸道沙門氏菌亞種 (S. enterica subsp. enterica, 也稱為亞種 I )，因為起人類和養(yǎng)殖動物的大部分感染，所以其研究相對更加廣泛而詳細。 流行病學特征沙門氏菌是一類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]。在沙門氏菌的各血清型當中，某些血清型僅存在于單一譜系中，，只能作一宿主 (例如傷寒沙門氏菌)；而有些血清型含有多個譜系，可能是也可能不適應性的 (如豬霍亂沙門氏菌)[8]。

圖 1-2 fliC 和 fljB 基因在沙門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。通過使用多位點酶電泳 (MLEE)，擴增片段長度多態(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)得到了初步沙門氏菌譜系之間的進化關系[46, 47]。雖然這些不同方法生成的系統(tǒng)進化樹在一些細節(jié)上有所不同，但以下三點在沙門氏菌進化中是基本一致的：(1) 存在于所有沙門氏菌中的沙門氏菌毒力島 1(SPI1) 能夠感染腸上皮細胞[48]，該毒力島的獲得使沙門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氏菌中，包括含有 sse，ssa 和 ssr 基因在內的 III 型分泌系統(tǒng)，該毒力島將沙門氏菌分為兩個物種：S.enterica和 S.bongori。(3) 第二個鞭毛蛋白基因 (fljB) 的獲得，將腸道沙門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。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TS201.3;Q78

【參考文獻】

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1 張河戰(zhàn);沙門氏菌的分類、命名及中國沙門氏菌菌型分布[J];微生物學免疫學進展;2002年02期

本文編號：2705133