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tRNA;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。     

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。     

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。     

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...     

贝莱斯芽孢杆菌LG37全基因组测序分析及无机氮代谢相关候选基因的筛选

前期研究发现贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) LG37可高效同化无机氮,但其机理尚不清楚。为解读其高效同化无机氮的机理,结合三代PacBio RS II和二代Illumina HiSeq 2000测序技术对贝莱斯芽孢杆菌LG37进行全基因组测序,在此基础上利用NR、KEGG、eggNOG、GO和CARD数据库进行序列注释、分析,并通过本地Blast+对无机氮代谢相关基因进行挖掘。测序结果表明：1)贝莱斯芽孢杆菌LG37的基因组为3 929 697 bp的环状染色体,GC含量为46.5%,包含3 854个蛋白质编码基因、86个tRNA基因和27个rRNA基因。2)共筛选出无机氮代谢相关候选基因94个,主要涉及编码感应蛋白、转录调控因子、转运蛋白、氧化还原酶和同化酶等,并对这些基因的GO功能进行了注释分析。综上,LG37全基因组测序及无机氮代谢相关基因的分析为芽孢杆菌降低养殖水体中无机氮的研究提供了基因水平数据,为芽孢杆菌微生态制剂降低水体中无机氮的应用研究提供了理论依据。     

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. s...     

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AP₈82(96.69%)和环境源皮特不动杆菌PHEA-2(96.55%)相似度较高。Ap-W20与AP₈82、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。...     

传染性造血器官坏死病毒Sn1203株全基因组序列及系统进化分析

本课题组于2012年从中国东部的虹鳟鱼养殖场分离得到了严重威胁我国鲑鳟鱼养殖的传染性造血器官坏死病毒(IHNV)IHNV-Sn1203病毒株。根据GenBank中收录的IHNV病毒株的序列设计引物,将IHNV-Sn1203基因组序列分成5个片段进行RT-PCR克隆,最终得到完整的IHNV-Sn1203基因组序列。利用Lasergene和MEGA 5.0软件分析了IHNV-Sn1203株的全基因组序列、基因组编码蛋白、基因组末端和未翻译序列、以及病毒基因同源性和系统发育。结果发现,IHNV-Sn1203基因组全长11131nts,共编码6个病毒蛋白,大小分别为核蛋白(N)1176nts、磷蛋白(P)693nts、基质蛋白(M)588nts、表面糖蛋白(G)1527nts、聚合酶蛋白(L)5961nts和非结构蛋白(NV)336nts。IHNV-Sn1203株各基因间均具有保守的基因终止序列(Gene end,GE)、基因间序列(Intergenic regions,IG)、基因起始序列(Gene star,GS)及Kozak序列,以确保病毒基因的转录和翻译效率。系统进化分析发现,IHNV分为E、U、M、L和J共5个基因型,其中IHNV-Sn1203株与中国其他IHNV株具有显著的亲缘关系,属于J基因型中的J Nagano亚型。由G基因的进化分析发现,J基因型的病毒与U基因型亲缘关系最近,推测IHNV病毒最初可能通过进口鱼卵的方式由U基因型引入,随时间的推移逐渐进化为J基因型。     

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...     

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...     

一株黄颡鱼源迟缓爱德华氏菌弱毒株的分离鉴定及特性分析

为探明湖北荆州市某养殖基地患病黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)以烂身、腹水为主要症状且持续性死亡的确切病因,本研究对患病黄颡鱼进行了病原筛查,从患病黄颡鱼组织中分离到一株优势菌,经过形态特征、生理生化鉴定、16S rRNA测序和系统进化分析确定分离菌株为迟缓爱德华氏菌,命名为Et-4。结果显示：分离菌株Et-4具有较强的生物被膜形成能力,不携带esaV、fimA、gadB和katB四种主要的毒力基因。分离菌株Et-4人工感染健康黄颡鱼出现与自然发病类似的症状,并能从病鱼中再次分离出该菌,证实迟缓爱德华氏菌是引起此次黄颡鱼持续性死亡的致病原;分离菌株Et-4对黄颡鱼的LD₅₀为3.9×10⁶ CFU/g,结合毒力基因谱判定其为弱毒株。分离株Et-4携带耐药基因tet A、sulⅠ和add A1,对头孢类药物、庆大霉素、新霉素等敏感;对四环素类、青霉素类、万古菌素等耐药;中药抑菌实验表明乌梅和丁香对迟缓爱德华氏菌Et-4有明显的抑制效果。     

鲤和草鱼IL17受体基因家族的全基因组识别、起源进化及表达分析

为了研究鲤科鱼类最具代表性的二个物种—鲤和草鱼IL17受体基因家族的起源进化,实验采用比较基因组学和生物信息学的方法,分别在鲤和草鱼基因组数据库进行序列比对和注释,然后对得到的基因进行结构域和系统发育学分析,最后在12个不同组织中进行基因表达分析研究。结果显示,在鲤和草鱼中分别注释得到9个和5个IL17受体基因家族成员。系统发育分析显示,该基因家族不存在鱼类特有的基因,在硬骨鱼类中具有一定的保守性。比较基因组学结果显示,与四足动物相比,大多数硬骨鱼类中IL17受体基因没有明显增多。鲤与草鱼等其他硬骨鱼类相比,除IL17RB以外,其余IL17受体基因家族成员均加倍。不同组织的表达分析结果显示全基因组复制后不同基因拷贝的功能发生了分化。研究表明,虽然硬骨鱼经历第三轮全基因组复制,但是由于复制发生时间久远,大多数基因已经发生改变或退化,进而在基因组中丢失。而鲤第四轮基因组复制时间发生在820万年前,复制发生时间较近,故复制后的基因基本得以保留。但是对于一些具有特殊功能的高度保守基因(例如IL17RB),也会发生在极短时间内出现丢失现象。鲤和草鱼健康组织的表达谱分析结果同样表明,鲤IL17受体基因的不同拷贝之间已经发生了快速进化及亚功能化,并且这种现象在鲤四倍体基因组中普遍存在。