一株河鲈源致病性虫草菌Cordyceps confragosa CHL02菌株的全基因组测序及比较基因组分析

致病性虫草菌Cordyceps confragosa CHL02菌株是从患病河鲈(Perca fluviavilis)鱼体分离鉴定的一株昆虫致病菌,其无性阶段蜡蚧轮枝菌(Lecanicillium lecanii)广泛用于农业中昆虫防治。本研究基于Illumina PE150测序平台进行CHL02菌株的全基因组测序,对测序数据进行组装和组分分析,进行基因预测与功能注释,预测次级代谢产物合成基因簇,并进行病原宿主互作以及比较基因组分析。测序结果显示,CHL02基因组大小为36.17 Mb,GC含量为53.09%;预测包含8093个编码基因、1618个转座因子(TEs)、4572个串联重复序列及114个t RNA;共注释7724个基因,其中,1985个基因获得KOG注释,GO聚类分析中,2687个基因参与代谢过程,预测到22个次级代谢产物合成基因簇,1162个基因参与病原宿主互作机制中。基因聚类分析和系统发育树均显示,CHL02菌株与参考菌株昆虫源粗糙虫草菌(C. confragosa) RCEF 1005具有较高的同源性。本研究首次报道了河鲈源致病性虫草菌C. confragosa CHL02菌株的全基因组序列并分析其基本特征,与参考菌株进行比较基因组分析,为后续深入开展该病菌侵染河鲈的作用机制等相关研究奠定理论基础。     

贝莱斯芽孢杆菌LF01基因组序列分析及其代谢产物的生防作用

为充分挖掘贝莱斯芽孢杆菌LF01菌株拮抗物质合成相关基因簇,实验对其进行了全基因组测序与分析,同时评价了LF01菌株拮抗物质的生物安全性及其生防作用效果.基于三代Nanopore测序平台对LF01菌株进行全基因组测序分析,并利用在线平均核苷酸同源性(ANI)和DNA-DNA杂交(DDH)分析,以及基因组遗传进化确定该菌...     

一株虹鳟源嗜冷黄杆菌CH06的基因组进化及毒力相关基因分析

为了深入揭示我国鱼类病原菌嗜冷黄杆菌的基因组进化及其致病机制,本实验对嗜冷黄杆菌毒力菌株CH06进行全基因组测序,比较基因组分析并挖掘其毒力相关基因.基因组测序结果显示,CH06的基因组大小为2836981 bp,GC含量为32.56％,注释出2437个编码基因.通过平均核苷酸一致性(ANI)分析结果显示,CH06与1...     

一株分离自团头鲂的嗜水气单胞菌病原学及其与ST251型菌株的全基因组比较

为确定湖北仙桃一团头鲂(Megalobrama amblycephala)专养池塘的发病病原体及病原特征, 并从全基因组层面初步分析该病原菌的毒力和耐药特征, 本研究从患病团头鲂的肝脏分离得到一株病原菌 LHW39, 经理化性状及 16S rRNA 鉴定, 表明 LHW39 为嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)。多序列分型结果显示 LHW39 属于嗜水气单胞菌 ST251 型克隆群, 该克隆群是导致中国和美国地区鱼类暴发气单胞菌败血症(motile Aeromonas septicemia, MAS)的流行菌株群。回归感染实验证实菌株 LHW39 是引起本次团头鲂患病的病原菌; LHW39 对斑马鱼(Danio rerio)的半致死剂量为 1.55×105 CFU/尾, 表明 LHW39 为高毒力菌株。药敏实验显示, LHW39 对头孢噻吩耐药。全基因组测序结果发现, LHW39 全基因组大小为 5099855 bp, GC 含量为 60.80%, 共预测到 4572 个编码序列(CDS), GenBank 登录号 CP050012。基因组毒力基因比较分析结果显示: LHW39 与其他 ST251 型菌株相似, 基因组中含有丰富的毒力基因, 并且含有 VI 型分泌系统(T6SS); 此外, 聚类热图暗示 ST251 克隆群中菌株毒力相关基因的进化可能与菌株分离的地理位置和感染的宿主存在关联。基因组原噬菌体预测结果显示, LHW39 基因组中含有一个长度为 30.2 kb 的完整原噬菌体 phAhLHW39, 其在 ST251 型菌株中相当保守、并且是 ST251 型菌株所特有。耐药基因分析结果表明, LHW39 中含有抗磺胺类、喹诺酮类、四环素类、头孢类和碳青霉烯类等抗生素的相关基因, 这些基因在 ST251 型菌株中高度保守。本研究对致病性嗜水气单胞菌 LHW39 进行了病原学及全基因组比较分析, 为防控鱼类嗜水气单胞菌感染提供了一定的参考依据。     

斑点叉尾鮰源嗜麦芽寡养单胞菌的全基因组测序及比较基因组学

嗜麦芽寡养单胞菌是近年来引起斑点叉尾鮰暴发高致死性传染病的主要病原之一。为了对防治该病提供技术储备,本研究对嗜麦芽寡养单胞菌 XH.SM.1菌株进行全基因组测序与比较基因组学分析,同时用扫描电镜观察其超微形态特征。电镜观察显示,XH.SM.1为两端钝圆的短杆状细菌,菌体平均长度(1.73±0.35)μm,平均直径(0.43±0.04)μm。全基因组测序得到XH.SM.1基因组大小为4.56 Mb,GC含量为66.60%,编码4087个基因。将基因组序列上传NCBI,得到登录号:PYBO01000001.1。通过与VFDB数据库比对,预测得到3个可信度较高的毒力基因。共线性分析结果显示XH.SM.1与10株完成图水平的嗜麦芽寡养单胞菌有较好的共线性。ARDB数据库预测和基因组岛分析,共同发现XH.SM.1基因组中含有许多耐药基因。泛基因组分析显示XH.SM.1呈现开放性(open)结果,这与嗜麦芽寡养单胞菌为环境常在的条件致病菌的表型相吻合,说明其适应环境和与外界进行遗传物质交流的能力较好。     

鱼源致病菌皮特不动杆菌Ap-W20的全基因组序列及其毒力特征分析

皮特不动杆菌是一种新兴的鱼源致病菌,为了对该菌的致病机理进行研究并为该菌引起的鱼类疾病防治提供技术储备,实验选取皮特不动杆菌菌株Ap-W20进行了全基因组测序,并对其毒力特征进行了分析。结果发现,Ap-W20全基因组序列总长为4 399 705 bp,GC含量为38.78%,共预测到4 230个编码序列(CDS),存在4个质粒,GenBank数据库登录号为CP027658～CP027662。ANI分析结果证实,Ap-W20属于皮特不动杆菌,且ApW20与已知人源皮特不动杆菌AP_882(96.69%)和环境源皮特不动杆菌PHEA-2(96.55%)相似度较高。Ap-W20与AP_882、PHEA-2的比较基因组学分析发现,Ap-W20中的基因岛、前噬菌体和质粒数量最多,这很可能与它们各自的分离环境和致病力有关。通过与毒力因子数据库(VFDB)比对,在Ap-W20全基因组中预测到286个毒力基因,主要与黏附和抗吞噬等有关。Ap-W20中还存在Ⅰ、Ⅱ和Ⅵ型分泌系统、多套双组分调控系统以及细菌素合成基因簇等,表明鱼源皮特不动杆菌可能存在复杂的致病机制。本研究对鱼源皮特不动杆菌全基因组进行了毒力特征分析,为该菌引起的鱼类疾病防治奠定了基础。     

斑点叉尾鮰源嗜麦芽寡养单胞菌的全基因组测序及比较基因组学

嗜麦芽寡养单胞菌是近年来引起斑点叉尾鮰暴发高致死性传染病的主要病原之一。为了对防治该病提供技术储备,本研究对嗜麦芽寡养单胞菌XH.SM.1菌株进行全基因组测序与比较基因组学分析,同时用扫描电镜观察其超微形态特征。电镜观察显示,XH.SM.1为两端钝圆的短杆状细菌,菌体平均长度(1.73±0.35)μm,平均直径(0.43±0.04)μm。全基因组测序得到XH.SM.1基因组大小为4.56 Mb,GC含量为66.60%,编码4087个基因。将基因组序列上传NCBI,得到登录号:PYBO01000001.1。通过与VFDB数据库比对,预测得到3个可信度较高的毒力基因。共线性分析结果显示XH.SM.1与10株完成图水平的嗜麦芽寡养单胞菌有较好的共线性。ARDB数据库预测和基因组岛分析,共同发现XH.SM.1基因组中含有许多耐药基因。泛基因组分析显示XH.SM.1呈现开放性(open)结果,这与嗜麦芽寡养单胞菌为环境常在的条件致病菌的表型相吻合,说明其适应环境和与外界进行遗传物质交流的能力较好。     

比较基因组学分析鱼源荧光假单胞菌的致腐和适应性

为探究荧光假单胞菌的强致腐和环境适应性,实验通过分析2株海水鱼源荧光假单胞菌的蛋白酶活性和挥发性盐基氮(TVB-N)的形成,并采用比较基因组学方法解析致腐和适应机制。结果显示,荧光假单胞菌PF07和PF08在冷藏鱼汁中的蛋白酶活性强,积累较多TVB-N。经全基因组测序、组装和功能注释后,得到PF07基因组长度为6.13 Mb,GC含量61.4%。通过泛基因组分析可知,PF07与PF08核心基因共4 980个,独特基因分别有516和470个。COG和KEGG注释显示2株致腐菌基因组中参与氨基酸代谢基因占比最高,PF07独特基因参与无机离子转运代谢居多。碳水化合物活性酶CAZy注释表明,2株荧光假单胞菌基因组中糖苷转移酶与糖苷水解酶基因均占比最高,还鉴定得到大量分解碳水化合物、蛋白质和脂质等多种底物的酶和相关蛋白基因,特别有碱性金属蛋白酶AprA、多胺ABC转运蛋白渗透酶PotC、精氨酸与鸟氨酸脱羧酶等多种降解蛋白酶。另外,2株致腐菌分布有rpoS、rpoN和rpoD多种σ因子。2株鱼源荧光假单胞菌表现出强的致腐性,研究通过比较基因组学方法解析荧光假单胞菌分布多种编码蛋白酶和腐胺形成的氨基...     

石斑鱼进入基因组时代,生命密码有望解开

近日,中山大学和深圳华大基因研究院联合宣布已共同完成了石斑鱼全基因组测序和组装,绘制了石斑鱼全基因组序列图谱。这是继大黄鱼和半滑舌鳎之后我国完成的第三个鱼类基因组测序项目和全基因组序列图谱,也是世界上首个鲈形目睹科石斑鱼类基因组序列图谱．对石斑鱼的基础理论研究和产业化发展具有极大的推动作用。     

水产生物基因组研究进展与趋势

本文综述了水产生物基因组研究相关技术的发展历程和关键技术的应用。以二代测序技术的出现为分界点,首先回顾了早期水产养殖生物在遗传学和分子生物学方面的研究结果,以及为开展全基因组测序所做的相关基础研究,然后重点介绍了二代测序技术应用于水产生物全基因组测序和经济性状遗传基础解析的研究进展,最后展望了水产生物基因组研究发展趋势。水产生物经济性状遗传机制高度复杂,从全基因组角度阐明其遗传机制仍有很多难题,但基因决定性状是生物学法则之一,探索这一过程的奥秘引人入胜。     

Putative virulence-related genes in Vibrio anguillarum identified by random genome sequencing

The genome of Vibrio anguillarum strain H775-3 was partially determined by a random sequencing procedure. A total of 2,300 clones, 2,100 from a plasmid library and 200 from a cosmid library, were sequenced and subjected to homology search by the BLAST algorithm. The total length of the sequenced clones is 1.5 Mbp. The nucleotide sequences were classified into 17 broad functional categories. Forty putative virulence-related genes were identified, 36 of which are novel in V. anguillarum, including a repeat in toxin gene cluster, haemolysin genes, enterobactin gene, protease genes, lipopolysaccharide biosynthesis genes, capsule biosynthesis gene, flagellar genes and pilus genes.     

Screening of new Paenibacillus polymyxa S3 and its disease resistance of grass carp (Ctenopharyngodon idellus)

A new strain of Paenibacillus polymyxa S3 with antagonistic effects on 11 major fish pathogens (especially Aeromonas hydrophila), but had no toxicity to grass carp, was screened from the sediment of fishponds. In vivo colonization studies showed that strain S3 could be colonized and distributed in the gill and abdomen of the grass carp. Bioassay results showed that the weight growth rate of grass carp in the strain S3 oral group (16.01%) and strain S3 immersion group (16.44%) was significantly higher than those of the control group (8.61%). At the same time, the activities of ACP, AKP, CAT and GSH-Px in the serum of grass carp in oral and immersion groups were significantly higher than those of the control group. In addition, the treatment with strain S3 could significantly upregulate the expression of the antioxidant-related genes and immune-related genes Keap1, Nrf2, C3, LZM, IgM, TLR-4 and MyD-88 in grass carp tissues. The challenge test showed that strain S3 treatment significantly increased the survival rate of grass carp infected with Aeromonas hydrophila. Whole genome sequencing analysis showed that strain S3 had 16 active metabolite gene clusters, indicating that it had abundant gene resources, which provided important support for its development for fish microecological preparations. In summary, a new strain of Paenibacillus polymyxa S3 with antibacterial activity against a variety of fish pathogens was screened in this study and its probiotic function was evaluated, proving its potential value in fisheries.     

一株保护草鱼肠道和改善水质的枯草芽孢杆菌的分离鉴定及全基因组分析

为研制可降解污染物的高效微生物制剂,本研究从污水中分离到多株可高效降解化学耗氧量(COD)的菌株。通过16S rDNA测序及生理生化分析,鉴定出其中一株为枯草芽孢杆菌,命名为Bacillus subtilis H2。对其进行进化树构建,发现该菌株与B. subtilis strain SCUT09的同源性高达98.8%。细菌最适生长条件探究发现,该菌株的最适生长条件,温度为42°C、pH值为6.5、盐度为1。耐受性实验发现,该菌具有较强的盐度代谢能力和温度及酸碱度胁迫耐受性,可以适应不同的温度和盐度环境。为了探究该菌在水产养殖中的作用,将该菌株进行灌胃草鱼处理后,再利用嗜水气单胞菌攻毒,H.E染色观察草鱼的肠道组织变化。结果显示,灌胃枯草芽孢杆菌处理后,草鱼肠道的完整性得到显著的保护。为了进一步探究该菌株的作用机理,本研究测定了B. subtilis H2的全基因组,结果显示,基因组全长为4 111 243 bp,GC含量为43.46%,编码4 213个基因,其中包含31个核糖体rRNA和87个tRNA基因,编码序列占整个基因组序列的87.67%。比较基因组学分析显示,该菌株和B. subtilis 168全基因组共有基因有3 551个。研究表明,本研究分离出的枯草芽孢杆菌在污水处理和水产养殖中具有重要的应用意义。     

克氏原螯虾白斑病毒株(WSSV-Cc)基因组的一个印迹

从自然感染、濒死的克氏原螯虾中分离出的白斑病毒株(Cambarus clarkii whispovirus,WSSV-Cc或Cc株)是一株基因组较小的新毒株。为寻找白斑病毒进化过程在基因组中留下的印迹,进行了显微和超微观察、基因组架构与系统发育分析及相关基因扩增等研究。选择Cc株74L、86L、87R、88R、92R和95R的6个基因,与8个白斑病毒株的同源基因所编码蛋白序列构建进化树,结果可分为克氏原螯虾病毒(Cc株、CN02株、Pc株)和海水对虾病毒(CN株、CN01株、CN03株、CN04株、TW株和KR株) 2支。再对不同毒株的同源蛋白进行多重序列比对,显示Cc-87R是与海水对虾病毒株同源蛋白差异显著、缺失跨膜区(TMD)及其相邻287 aa序列、但仍有完整PI3K_rbd结构域的病毒膜蛋白。进一步设计和使用87R-F/87R-R和238-F/87R-R两对引物,分别以淡水小龙虾病毒Cc株和海水对虾病毒CN株的基因组为模板进行核酸扩增,结果从Cc株模板中扩增到大小为709 bp,含Cc-87R全部序列的核酸片段;而从CN株的模板中却扩增到大小分别为1 600和4 810 bp,仅含Cc-87R部分序列的核酸片段,为Cc-87R是Cc株基因组中一个序列结构独特的印迹提供了实验证据。这一发现将有助于克氏原螯虾白斑病毒病原的检测及其流行趋势预警。