Research Progress on Bacterial Resistance in Environment

Antibiotic resistance genes have become a recognized environmental pollutant, threatening the ecological safety and human health. The application of antibiotics in the clinical and animals breeding, making the environmental microorganisms living with the impact of the residue of antibiotics and elements of resistance genetic and leading to antibiotic resistant bacteria to gain a competitive advantage and destroyed the stability of ecosystem. In this paper, we expounded the concept of resistance gene transmission by the view of macro environment. Through analyzing the mechanism of resistance development,environmental pollution caused by drug resistance and the impact of environmental microorganism for drug resistance, we clarified the key role of the environment in the development of the characteristics of bacterial resistance and analysis environmental resistance.Such as the ecological diversity of flora, the types and the spread of resistant bacteria, the residues of antibiotics and the transmission of the resistance genes.     

Pseudomonas putida BP25 alters root phenotype and triggers salicylic acid signaling as a feedback loop in regulating endophytic colonization in Arabidopsis thaliana

Endophytic Pseudomonas putida BP25 (PpBP25) triggered density dependent alterations on Arabidopsis thaliana Col-0 growth. Endogenous colonization of PpBP25 was found regulated within Arabidopsis that caused induction and repression of 131 and 74 plant genes, respectively. Induced genes like WRKY33, AtRLP19, ATL2, ATEXO70B2, pEARLI, RPS2, CBP60G, PLA2, CRK18, ATFBS1, DREB2A, TIR, RAP2.4, and MOS1 were components of defense and salicylic acid (SA) signaling. Development associated genes were found significantly repressed. Biased activation of phytohormone signaling with their associated fitness costs on plant growth was observed. The data suggests that PpBP25 colonization triggered expression of defense genes that restricted its own population in a feedback loop besides causing altered root phenotype.     

Analysis on Target Genes with Mutation in microRNA of Blue-shelled Chicken and White Leghorn

The study was conducted to explore the potential different characters between Blue-shelled chicken and White leghorn.Global genome microRNA was combined the identified microRNA with complementary lab-predicted microRNA.Then the two breed chicken's SNP data got by GGRS were mapped to the microRNA and focused on SNP that deliberately located in mature-microRNA.Bioinformatics method was adopted for target prediction on microRNA which had SNPs.By further gene enrichment analysis,the study found these genes enriched in 22 GO terms,10 KEGG pathways,and 3 IPA important networks.And they enriched in traits which associated with growth,such as mTOR signaling pathways,Wnt signaling pathways,growth hormone receptor networks and insulin-like growth factor Ⅰ receptor networks.And they also enriched in some laying traits,such as oocyte meiotic signaling pathways and progesterone mature oocytes signaling pathways.The methods and the results might provide references for further studies.     

4 株致病性大肠杆菌致犊牛腹泻的分离鉴定及毒力与耐药性分析

[目的]为查明致北疆地区某牧场犊牛腹泻的病原,对脱水濒死10日龄新生犊牛进行剖检,无菌采集充血肠系膜淋巴结2 份。[方法]通过采用培养、染色镜检、生化特性考察、PCR鉴定等方法来分离鉴定致病菌,并对分离致病菌株进行相关毒力基因检测及药物敏感性试验。[结果]经分离鉴定分离出4 株大肠杆菌,毒力基因PCR检测结果K99、Sta、irp2、Eae基因分别在163 bp、314 bp、301 bp、552 bp处有清晰条带,与预期[目的]片段大小相符;药物敏感性试验结果表明,分离株对头孢哌酮、链霉素、庆大霉素敏感,对恩诺沙星、卡那霉素高度敏感。[结论]犊牛腹泻要以预防为主,治疗建议采用对因治疗,并配合提高抵抗力的中兽药进行。     

ZBED6基因敲除猪肾脏转录组分析

【目的】 探究锌指BED结构域结合蛋白6(zinc finger BED domain-containing protein 6,ZBED6)基因敲除对猪肾脏组织基因转录表达的影响,并解析ZBED6基因调控猪肾脏代谢的靶基因及其通路。【方法】 对8月龄ZBED6基因敲除巴马香猪(ZBED6 KO)和同月龄野生型巴马香猪(WT)的肾脏组织(n=3)进行总RNA提取,利用实时荧光定量PCR检测胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2,IGF2)和差异基因的表达量;以Illumina Hiseq高通量测序技术对ZBED6 KO和WT猪肾脏组织mRNA进行转录组测序(RNA-Seq),用猪Sus scrofa 11.1作为参考基因组序列,通过生物信息学软件TopHat、Cufflink、Cuffmerge和Cuffdiff对测序数据进行分析,筛选ZBED6 KO和WT猪肾脏组织中的差异表达基因,对差异表达基因进行层次聚类和KEGG通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR验证RNA-Seq结果中差异表达基因的可靠性。【结果】 实时荧光定量PCR结果显示,ZBED6 KO猪肾脏IGF2基因mRNA表达量显著高于WT猪(P<0.05)。测序共获得78 G数据量,每个样本比对率在87.3%以上,测序质量良好;ZBED6 KO和WT猪肾脏组织之间共检测到25 213个基因,以调整后P<0.05和log₂|FoldChange|>2为筛选标准,得到299个差异表达基因,其中上调的基因103个,下调的基因199个。热图和主成分分析(PCA)结果显示,ZBED6 KO和WT组猪肾脏基因组内表达模式相似,组间表达模式不同;KEGG通路富集分析显示,差异基因主要参与视黄醇及疾病代谢相关通路。ZBED6基因敲除后,其中有9个差异表达基因(CYP2C42、AOX1、ENSSSCG00000036274、RDH16、CYP2A19、ENSSSCG00000022724、CYP26B1、CYP1A1、RDH5)被富集到视黄醇代谢通路中,可能参与调控猪肾脏代谢平衡。实时荧光定量PCR检测发现,7个差异表达基因(CYP2C42、AOX1、RDH16、CYP2A19、CYP26B1、CYP1A1、RDH5)的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实RNA-Seq结果的可靠性。【结论】 本试验利用RNA-Seq技术分析了ZBED6基因敲除对巴马香猪肾脏代谢的影响,其通过调控肾脏多个下游基因表达,从而影响其代谢相关信号通路,试验结果为阐明ZBED6基因功能提供了材料。     

金银花、连翘及其药对对马链球菌马亚种耐药基因和毒力基因的影响

【目的】 研究金银花、连翘及金银花-连翘药对(金银花-连翘1∶1)对北疆地区携带fneB毒力基因的马链球菌马亚种(Streptococcus equi subsp. equi, SEE)耐药基因和毒力基因的影响。【方法】 首先对1 g/mL的金银花、连翘及金银花-连翘药对(金银花-连翘1∶1)水提物进行中药配比浓度梯度试验, 然后与携带fneB毒力基因的L1菌株、lytA+fneB+ply毒力基因的D1菌株和qnrA+bla_TEM+fneB基因的Y1菌株3种SEE菌株共培养, 检测中药对SEE菌株耐药基因bla_TEM、qnrA及毒力基因ply、fneB的影响; 将192只SPF级昆明小鼠均分为16组: 空白对照组(生理盐水)、金银花组、连翘组、金银花-连翘1∶1组、阴性对照组(Y1、L1和D1菌株组)及3种菌株分别与金银花、连翘和金银花-连翘1∶1共培养组, 各组药物或菌液经腹腔注射0.5 mL进行小鼠体内抑菌试验, 检测药物对小鼠的致病性和fneB毒力基因的影响。【结果】 中药最适配比浓度为中药水提物∶THB培养基∶待测菌液(D_{600 nm}值均为0.6)为1 000 μL∶500 μL∶20 μL; 与中药水提取物共培养的3株SEE菌株均未检出耐药基因和毒力基因, 且菌株形态结构均未发生改变。小鼠致病性试验结果显示, 阴性对照组的小鼠成活率分别为16.7%、8.3%和0;而L1+连翘、L1+金银花共培养组小鼠存活率分别为83.3%、75.0%, 金银花-连翘1∶1药对与3株SEE菌株共培养组小鼠成活率分别为41.7%、16.7%、50.0%;小鼠病理解剖结果显示, 除接种SEE菌株的小鼠肝脏肿大淤血、边缘钝圆外, 其余各组肝脏均正常。小鼠体内fneB毒力基因检测结果显示, Y1+金银花、Y1+连翘、Y1+金银花-连翘1∶1、L1+金银花、L1+金银花-连翘1∶1、D1+金银花、D1+连翘、D1+金银花-连翘组均携带fneB毒力基因, L1+连翘组未检出fneB毒力基因, 表明小鼠体内SEE菌株有重新获得fneB毒力基因的能力, 出现菌种反毒复壮, 其机制有待进一步研究。【结论】 金银花、连翘及金银花-连翘药对能够减弱SEE菌株的毒力基因和耐药基因, 从而对马腺疫疾病的防治具有指导意义, 为减抗、替抗提供理论支撑。     

鸡蛋壳蜡样芽孢杆菌的分离鉴定及耐药性分析

【目的】 分析不同环境下鸡蛋外壳携带蜡样芽孢杆菌的情况和分离菌株的基本特征。【方法】 从养殖场和超市各采集9种新鲜鸡蛋,对鸡蛋表面携带的蜡样芽孢杆菌进行分离鉴定、基因分型、毒力基因筛查和耐药性分析。采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）技术对分离菌株进行初步鉴定,全基因组测序后进行菌种鉴定并确定基因分型、筛选毒力基因和耐药基因,同时采用微量肉汤稀释法测定分离株对头孢曲松、红霉素、万古霉素等12种抗菌药物的耐药性。【结果】 经MALDI-TOF MS初步鉴定和基因组菌种鉴定,确定从养殖场3种未经清洁加工的鲜蛋中分离出的6个菌株为蜡样芽孢杆菌,其序列分型（ST）较为多样,其中有2株新的ST型。在毒力基因筛查方面,6株蜡样芽孢杆菌均检出了非溶血型肠毒素nheB基因、腹泻型毒力因子hlyⅡ基因和侵袭免疫系统的inhA基因;nheA和nheC基因携带率为83.3%,编码溶血型肠毒素HBL的hblA、hblC和hblD基因携带率均为66.7%;cytK和hlyⅢ基因携带率分别为33.3%和50.0%;肠毒素基因BceT、entFM和致吐毒素基因ces均未检出。耐药性方面,6株菌均对庆大霉素、四环素、氯霉素、利福平、利奈唑胺和环丙沙星敏感,对氨苄西林、头孢曲松和泰妙菌素耐药;对红霉素、克林霉素的中介率分别为83.3%和100%;33.3%的菌株对万古霉素耐药。6株菌均携带有磷霉素耐药基因FosB和万古霉素耐药基因簇vanA的部分基因vanRSYZ,其中5株菌携带大环内酯类药物耐药基因mphL,部分菌株携带β-内酰胺类药物耐药基因或核苷类药物耐药基因。【结论】 本试验从养殖场未经消毒处理的鸡蛋外壳上成功分离到了蜡样芽孢杆菌,并发现其携带有多种毒力基因,存在多重耐药性,有潜在致病性和公共安全风险。     

植物香豆素生物合成途径及关键酶基因研究进展

香豆素是来源于苯丙烷代谢途径中重要的次级代谢产物,具有多种生物活性,对植物的生长发育及应答逆境胁迫有重要作用。本研究对香豆素生物合成途径以及所涉及的关键酶基因研究进展进行综述,分析了葡萄糖基转移酶基因家族的系统进化,并对香豆素目前研究的问题进行总结以及今后的研究方向进行展望,以期为香豆素生物合成及其后续研究提供借鉴。     

基于转录组测序的高羊茅分蘖与株高相关差异表达基因分析

分蘖与株高是禾本科草类植物重要的农艺性状,明确参与调控分蘖与株高的基因类型对牧草和草坪草分子辅助育种具有重要意义。以表型差异明显的两个高羊茅品种“Kentucky-31”（K31）和“Regenerate”为材料,旨在构建高羊茅分蘖节转录组图谱,挖掘在分蘖节部位调控生长发育相关的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。基于高通量测序技术平台Illumina HiSeq 2500×Miseq 300进行转录组测序,并将得到的数据进行de novo组装,结果共获得77872条单基因簇（unigene）。将获得的unigenes与非冗余蛋白数据库（non-redundant protein database,NR）、蛋白质数据库（universal protein,Uniprot）、基因本体数据库（gene ontology,GO）、东京基因与基因组数据库（kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）以及直系同源蛋白簇（clusters of orthologous groups,COG）数据库进行比对,结果显示：分别有59927、40213、44447、15146和13767条unigenes成功获得注释。“Regenerate”与“K31”对比有1573个上调DEGs和1441个下调DEGs。GO富集分析发现,DEGs主要富集在细胞、细胞组分、大分子复合物组装等生物过程。DEGs中共注释到42个差异表达转录因子,主要包括TCP、WRKY和ARF等19种类型。还注释到与8类植物激素相关的DEGs,包括生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、乙烯、油菜素甾醇、水杨酸和茉莉酸。利用实时荧光定量PCR对DEGs进行表达模式验证,发现其与RNA-Seq测序结果一致,证实了测序结果的准确性。研究结果丰富了高羊茅的转录组序列资源,初步获得控制株高及分蘖发育的候选因子,为进一步开展基因功能及分子育种研究提供了理论支持。     

大白菜抗根肿病基因位点CRa和CRb的分子标记鉴定

利用大白菜抗根肿病基因CRa和CRb分子标记(SC2930和KBr H129J18R)引物组,对78份大白菜材料进行抗根肿病分子标记鉴定。结果表明,在这78份材料中,有34份材料含有SC2930-T(CRa抗病标记)标记,其中杂合抗病位点材料17份,纯合抗病位点材料17份。有37份材料含有KBr H129J18R抗病标记,其中纯合抗病位点材料15份,杂合抗病位点材料22份。有20份材料不含有CRa和CRb所对应的抗病标记,23份材料含有2个抗病标记。该研究初步明确了78份参试大白菜材料所含抗根肿病基因CRa和CRb类型,为大白菜抗根肿病育种提供材料选择依据。