禽巴氏杆菌链霉素耐药株转录组测序与分析

为鉴定禽源多杀性巴氏杆菌(Pm)链霉素(Str)敏感株与耐药株(MIC=1024μg/mL)在转录组水平上的差异,本研究采用RNA-seq技术对Str敏感株与耐药株进行双向测序,筛选得到差异表达基因,通过GO、KEGG和ARDB数据库对差异表达基因进行分组和富集性分析,并利用荧光定量PCR对筛选出的差异表达基因进行验证。结果显示,共筛选获得625个差异表达基因,其中包括581个上调基因和44个下调基因。通过GO功能富集分析显示差异表达基因多数发挥细胞膜转运功能;对差异表达基因进行信号通路富集性分析显示,大多数差异表达基因分布在ABC转运蛋白与双组分系统代谢途径中;采用ARDB对差异表达基因进行耐药基因分析,显示其中的耐药基因主要为氨基糖苷转移酶类和外排系统两类。本研究结果表明,禽源Pm对Str的耐药机制可能与细胞膜上多药外排泵的过量表达和氨基糖苷转移酶类灭活抗菌药物有关。同时,也为进一步研究禽源Pm对Str的耐药机制奠定了基础。     

禽巴氏杆菌环丙沙星耐药株转录组测序与分析

为鉴定禽源多杀性巴氏杆菌(Avian Pasteurella multocida,Pm)敏感株与环丙沙星(Cip)耐药株的差异表达基因,本研究采用高通量转录组测序的RNA-seq技术对敏感株与Cip耐药株进行检测,参考Pm70株基因组(NC_002663.1)进行拼接与质量评估,测序数据处理后获得表达差异基因,利用GO和KEGG数据库对表达差异基因进行注释与富集性分析,并利用荧光定量PCR对转录组测序中的差异表达基因进行验证。结果显示,所有样品测序数据参考Pm70全基因组匹配率均达到95.87%以上,对基因差异表达进行分析后鉴定得到19个差异表达基因,其中15个上调,4个下调。通过GO功能富集分析显示差异表达基因主要为转运运输功能,并对差异表达基因进行信号通路富集性分析,结果表明最具代表性的信号通路为"ABC转运蛋白"(ko02010)。推测禽源Pm中的ABC转运蛋白超家族可能在Cip耐药机制中具有重要作用。     

捻转血矛线虫阿苯达唑敏感株和耐药株比较转录组学分析

为探明捻转血矛线虫阿苯达唑敏感株和耐药株在转录组水平的差异,挖掘耐药相关基因,本研究采用Illumina HiSeq 4000对敏感虫株和耐药虫株进行转录组测序,构建cDNA文库,通过质控后,对其进行生物信息学分析。结果显示:敏感和耐药虫株相比较共获得218个显著(P≤0.05)差异表达基因,对显著差异表达基因进行GO功能富集,有121、82和102个基因分别注释到生物学过程、细胞组分和分子功能三大类的206个GO terms上。KEGG数据库分析显示,有42个显著差异表达基因参与31条KEGG信号通路,显著富集在药物代谢-细胞色素P450、药物代谢-其他酶等通路。在敏感株和耐药株中,筛选出GST、CYPs和UGT等9个耐药相关基因,这些基因在捻转血矛线虫耐药中发挥重要的作用。本研究利用RNA-Seq预测出敏感虫株和耐药虫株差异表达基因在功能分类和代谢通路等方面的生物学特征,挖掘出耐药相关基因,进一步为捻转血矛线虫药物靶点预测及耐药性早期鉴别诊断的建立提供重要基础。     

捻转血矛线虫阿苯达唑耐药株给药前后比较转录组学分析

为探明捻转血矛线虫阿苯达唑耐药株给药前后在转录组水平上的差异,本研究采用Illumina Hiseq4000对给药前后的捻转血矛线虫进行转录组测序,筛选得到差异表达基因并通过GO和KEGG数据库对其进行功能注释及富集性分析,并利用荧光定量PCR验证部分差异表达基因。结果显示,共筛选获得851个显著差异表达基因,其中包括584个上调基因和267个下调基因。通过GO功能富集分析显示,有458、418和367个基因分别注释到生物学过程、分子功能和细胞组分三大类;对差异表达基因进行KEGG富集分析显示,有173个差异表达基因参与到75条KEGG通路中,显著富集在核糖体合成、细胞凋亡、过氧化物酶增殖体激活受体(PPAR)等信号通路。本试验初步筛选了阿苯达唑耐药株给药前后的差异表达基因,为深入探索捻转血矛线虫耐药性分子机制、筛选对耐药性检测的分子标记及耐药性早期鉴别诊断方法的建立提供重要数据。     

布鲁菌疫苗株S2全基因组测序及功能分析

为找出布鲁菌疫苗株S2基因组分泌性蛋白、参与生物学途径基因、细胞组件基因、分子功能基因、毒力相关因子及耐药基因,对布鲁菌疫苗株S2全基因组测序并进行Ⅲ型分泌系统效应蛋白预测、GO注释、VFDB注释、ARDB注释。全基因组测序结果表明,S2基因组大小约为3.3 Mb,杂合度和重复度较低,GC含量分布未出现异常。通过Ⅲ型分泌系统效应蛋白预测未找出S2分泌性蛋白。通过GO数据库注释,发现参与生物学途径基因有3 823个、细胞组件基因有1 949个、分子功能基因有2 585个。通过VFDB数据库注释,找出S2基因组有79个毒力相关基因,其中最大基因为8 604bp,最小基因为180bp。通过ARDB数据库注释,找出S2基因组有13个耐药基因,最大基因为3 225bp,最小基因为333bp;其中功能注释的有GL002835基因,是枯草杆菌肽类基因,此基因耐受抗微生物类药物。本研究为进一步了解布鲁菌S2基因组基本功能奠定了基础。     

布鲁菌疫苗株A19全基因组测序及功能分析

采用Illumina Hiseq和PacBio测序技术对布鲁菌A19进行全基因组测序,并进行GO注释、VFDB注释、ARDB注释、CRISPR以及基因岛预测等生物信息学分析。结果显示:A19全基因组大小为3.28 Mb,GC含量分布未见异常,含1个CRISPR和16个基因岛,通过GO数据库注释发现,参与生物学途径的基因5 311个、细胞组份基因有3 350个、分子功能基因有3 078个;通过VFDB注释发现,与毒力相关的基因82个,主要包括脂多糖(LPS)、纤连结合蛋白、virB四型分泌系统等毒力相关因子;通过ARDB数据库注释发现,与耐药相关的基因1个,该基因的表达产物通过影响焦磷酸异构酶的表达,从而产生对抗生素的耐药。本试验通过A19全基因组测序,为布鲁菌病的治疗和致病机制的研究及疫苗的开发奠定了基础。     

体外诱导禽巴氏杆菌环丙沙星耐药株及耐药机制的初步分析

为了探讨在环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)药物培养后,多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)对CIP的药物敏感性变化及其耐药机制,试验采用体外递增药物浓度的方法诱导出禽源Pm标准株C48-1对CIP的耐药菌株,并对CIP耐药菌株的最小抑菌浓度(MIC)值变化及耐药稳定性、生化特性、生长曲线和基因组位点突变进行了研究。结果表明:诱导的CIP耐药菌株的MIC由0.25μg/mL上升至16μg/mL;与亲本株比较,生化特性与生长曲线无显著差异,但诱导株的喹诺酮类耐药决定区(QRDR)gyrA基因编码的氨基酸发生了Thr99→Ala的变化,该位点突变首次发现,gyrB、parC、parE耐药基因均未发生变化。说明逐步递增药物浓度可以诱导禽源Pm对氟喹诺酮类药物的耐药性,并导致靶基因发生突变。     

北京地区鸭源大肠杆菌耐药表型和Tet aac耐药基因的检测

从北京地区肉鸭养殖场的发病鸭样本中分离鉴定出30株大肠杆菌,并进行药敏试验和四环素耐药基因Tet和氨基糖苷类耐药基因aac的PCR检测,初步探究肉鸭源大肠杆菌的耐药情况。通过药敏试验,发现鸭源大肠杆菌对青霉素类、四环素类和氨基糖苷类抗生素均表现出耐药性,甚至出现多重耐药。同时对其耐药基因进行PCR检测发现,5种四环素耐药基因Tet的检出率为96. 7%。其中Tet(B)阳性率最高,为63. 3%,Tet(A)、Tet(C)、Tet(M)的阳性率分别为60. 0%、30. 0%、13. 3%,未检出Tet(K)。2种氨基糖苷类耐药基因acc的检出率为50. 0%,其中aac(3)-Ⅱc的阳性率为26. 7%,aac(6’)-Ⅰb的阳性率为36. 7%。本研究获得了北京地区鸭源大肠杆菌耐药性以及携带耐药基因的相关数据,为指导养殖户的临床用药及耐药性监测提供了数据参考。     

猪源大肠杆菌O157∶H7毒力差异株的转录组测序分析

为了解大肠杆菌O157∶H7毒力差异株转录组差异,丰富O157∶H7转录组数据信息,本研究采用Illumina HiSeq^TM 2000平台对两株大肠杆菌O157∶H7毒力差异株进行高通量测序,测序数据采用测序评估、基因功能注释等生物信息学方法进行分析。结果发现,经过测序,两个菌株分别获得3 113 118和2 944 912条reads,比对到参考基因组上的reads分别占总reads的83.76%和78.97%。以中等毒力株为参考,在高毒力株中共获得941个差异表达基因,其中上调基因637个,下调基因304个。GO功能注释分析表明,差异表达基因主要与催化活性功能、黏附、转运活性、受体活性、酶调节活性、定位、生化调节、运动等诸多生理生化过程相关;KEGG富集分析发现共有425个基因注释到160个代谢通路中,其中新陈代谢、核糖体、鞭毛合成、嘧啶代谢、糖类代谢、细菌趋化等通路显著富集。此次通过大肠杆菌O157∶H7毒力差异株转录组研究对差异表达基因涉及的信号调控及可能的功能基因进行了探索,丰富了转录组信息,为进一步开展大肠杆菌O157∶H7毒力相关基因的研究及分子调控机制奠定了基础。     

低海拔与高海拔斑头雁肺脏的比较转录组学分析

为探究高低海拔斑头雁肺脏差异表达基因和差异代谢通路的变化,基于Illumina NovaSeq 6000测序平台对斑头雁肺脏组织进行转录组测序,分析差异表达基因,利用荧光定量PCR对部分差异表达基因进行验证,进一步对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析。结果:与高海拔组斑头雁肺脏相比,筛选出差异表达基因84个,其中上调差异表达基因51个,下调差异表达基因33个。经GO功能注释后富集到21个显著性GO功能,"生物过程"显著富集到11个条目,涉及代谢过程以及内源性刺激的应答等。"细胞组成"显著富集到1个条目,涉及到细胞外区域。"分子功能"显著富集到9个条目,涉及到酶活性、激素、转录因子、钠离子跨膜转运等。注释到KEGG的显著性富集通路有3条,涉及到糖胺聚糖降解通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路。本研究结果丰富了斑头雁的基因资源,为该物种海拔适应相关基因的功能研究奠定了基础。     

禽源多杀性巴氏杆菌耐药性分析及氟苯尼考耐药基因floR分布

为了解禽源多杀性巴氏杆菌的药物敏感性及氟苯尼考的耐药基因的分布特征,采用琼脂二倍稀释法,对分离自福建、广东和江西等南方数省部分地区113株禽源多杀性巴氏杆菌进行9种抗生素的耐药性分析,并应用PCR方法检测氟苯尼考耐药基因floR的分布情况。结果显示:上述菌株对四环素表现高水平耐药,耐药率为65.49%(74/113);对链霉素、甲氧苄啶/磺胺甲噁唑、氟苯尼考、卡那霉素与恩诺沙星表现中等水平耐药,耐药率分别是43.36%(49/113)、39.82%(45/113)、27.43%(31/113)、25.66%(29/113)与24.78%(28/113);对氨苄西林、头孢噻呋与头孢克洛较为敏感,耐药率分别为4.42%(5/113),2.65%(3/113)与1.77%(2/113);其中52.21%(59/113)菌株能耐受3类及3类以上的抗菌药物;氟苯尼考耐药基因floR的检出率为64.04%(72/113),且所有氟苯尼考耐药菌株均含有floR基因。结论:113株禽源多杀性巴氏杆菌存在多重耐药现象,且floR耐药基因较为流行。本研究结果为上述地区针对禽源多杀性巴氏杆菌临床用药提供科学依据。     

奶牛子宫内膜炎源性大肠埃希菌药敏试验与耐药基因检测

为探索奶牛子宫内膜炎源性大肠埃希菌耐药基因及其耐药性之间的关系。采用K-B纸片法对临床分离的54株奶牛子宫内膜炎源性大肠埃希菌进行12种抗菌药物敏感性测定,应用PCR进行这些抗菌药物相关耐药基因的检测。结果显示,54株大肠埃希菌对复方新诺明、恩诺沙星和四环素的耐药率较高,分别为67%、39%和35%。分离的54株大肠埃希菌中有41株至少含有所检测耐药基因中的1种,CyrA、CyrB、ParC和Tet耐药基因较为普遍,其耐药菌基因检出率依次为96%、83%、100%和95%,13株没有检测到相应的耐药基因。奶牛子宫内膜炎源性大肠埃希菌对常见抗菌药物耐药严重,耐药基因普遍存在于耐药菌株中,除氨基糖苷类耐药菌株,其他3种抗菌药物类型耐药表型与耐药基因检测结果有较高一致性。     

鼠伤寒沙门菌伴侣蛋白Hfq调控基因的筛选

为筛选鼠伤寒沙门菌伴侣蛋白Hfq所调控的基因,本实验基于本研究室前期对指数生长期和稳定期的鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株转录组测序结果,从中随机挑选6个在转录水平差异表达的基因,并通过荧光定量PCR技术验证转录组数据的可靠性,然后在转录组数据可靠的前提下将两个转录组中所有显著差异表达(log_2FoldChang1)的基因GO富集细菌致病机制生物学过程,Pathway富集细菌ABC转运通路和群体感应通路,在富集得到的基因中筛选指数生长期和稳定期均表现为转录水平差异表达且趋势相同的基因。荧光定量PCR检测结果显示,6个基因转录水平差异上调或下调的趋势与转录组分析结果中一致,表明转录组数据可靠,可进行后续的研究。GO与Pathway富集结果显示,在鼠伤寒沙门氏菌hfq基因缺失株指数期和稳定期中均表现为转录水平差异上调或下调且差异倍数均大于2的基因共26个。其中,与细菌致病机制生物学过程相关的13个基因均上调;与细菌ABC转运通路相关的基因11个,其中9个基因转录水平均上调2个基因转录水平均下调;与细菌群体感应相关的2个基因转录水平均上调。26个基因中仅rpoE经验证受Hfq直接调控。以上结果表明,Hfq主要参与细菌致病机制生物学过程以及细菌ABC转运通路的负调控。本研究为后续Hfq靶基因的鉴定及其作用机理的研究提供了理论基础,同时丰富了Hfq调控基因的数目。     

禽源沙门菌对四环素的耐药性及耐药基因调查分析

为了更好地了解禽源沙门菌对四环素的耐药性及耐药基因分布,从不同来源的家禽样品中分离沙门菌,调查其对四环素的耐药性以及耐药菌株中8种四环素耐药基因[tet(A)、tet(B)、tet(C)、tet(W)、tet(M)、tet(D)、tet(K)和tet(L)]的携带情况.结果表明,18.8%的沙门菌分离株对四环素耐药,健康成鸡分离株对四环素的耐药性明显高于雏鸡、死胚或病禽分离株;四环素耐药株中tet(A)、tet(B)和tet(M)基因的携带比例分别为73.1%、11.5%和3.8%,说明沙门菌对四环素的耐药机制以tet(A)和tet(B)基因介导的主动外排为主.本研究首次在对四环素耐药的沙门菌中检测到tet(M)基因,说明tet(M)基因在沙门菌对四环素的耐药性方面也具有潜在的作用.     

捻转血矛线虫伊维菌素敏感虫株与耐药虫株差异miRNA的转录组学分析

为探究捻转血矛线虫的伊维菌素(IVM)敏感虫株与耐药虫株显著差异的microRNA (miRNA)转录谱，发掘其耐药相关的miRNA，本实验采用Illumina Hiseq2000平台分别对捻转血矛线虫IVM敏感虫株与耐药虫株测序，构建cDNA文库，通过质控后采用生物信息学软件筛选捻转血矛线虫IVM敏感与耐药虫株的差异mi RNA。结果显示，捻转血矛线虫的IVM敏感与耐药虫株筛选出转录显著差异的miRNA共375个，其中253个转录上调，122个转录下调。利用RNAhybrid (V6.01)、Miranda (V3.3a)、TargetScan (V7.0)软件对筛选到的mi RNA靶基因进行预测，并取交集作为mi RNA靶基因预测结果，将筛选出显著差异的靶基因通过perl脚本与显著差异的miRNA进行关联分析，结果显示共关联到2 106对miRNA-mRNA为负调控关系，其中涉及到477个差异的m RNA和603个差异的miRNA。对显著差异的miRNA靶基因进行GO富集分析，结果显示其中有492个GO terms，包括生物过程(BP) 322个、细胞组分(CC) 47个、分子功能...     

水禽源致病性大肠杆菌流行病学调查及耐药性分析

为了解江苏省水禽源大肠杆菌毒力基因分布情况,并分析其耐药性,采集了江苏部分地区64个养殖场疑似大肠杆菌性腹泻鸭的泄殖腔拭子510份,制备DNA模板,运用PCR技术进行检测,利用药敏纸片琼脂扩散法对100株分离株进行药敏试验。结果表明:江苏部分地区水禽养殖场致病性大肠杆菌阳性率65%左右;分离株对磷霉素、多黏菌素B比较敏感,敏感比例分别为90%和78%;耐药最强的是多西环素,耐药比例可达90%,其次是新霉素和四环素,耐药比例均为70%。结果显示,利用PCR技术可快速确诊,并通过药敏试验实现对敏感药物的筛选。     

转录组揭示禁水环境下双峰驼结肠组织适应机制

旨在了解骆驼属在缺水条件下组织环境适应机制。本研究选取6峰6～9岁的成年阿拉善双峰驼,随机分为2组,第一组为对照组(colon1_3),正常采食饲料与水;第二组为禁水组(colon3),不给骆驼饮水,其他处理(饲草量)与对照组相同,禁水24d。采用Illumina HiSeq 2000测序平台通过对禁水(试验组)与正常饮水(对照组)条件下双峰驼结肠组织进行转录组测序,并对转录组数据进行质控、比对、差异表达、GO和KEGG分析。结果显示,禁水组与对照组比较共获得差异表达基因2 122个,其中上调表达基因813个,下调表达基因1 309个。GO分析结果显示,禁水组下调表达基因最为显著富集的条目有30条,上调表达基因中未得到统计学意义的富集条目。KEGG富集分析显示,禁水组下调表达基因显著富集到剪接体、蛋白外排、内质网蛋白合成过程、RNA转运、核糖体合成、mRNA检测、RNA降解代谢途径;上调表达基因富集到的通路包含局部细胞黏连、溶酶体功能等。上述结果表明,禁水环境下,结肠组织下调表达基因多于上调表达基因,下调表达基因多参与RNA加工和蛋白质合成,这些功能有利于骆驼在缺水环境下,减少RNA的合成,降低结肠组织的代谢速率。     

牛源多杀性巴氏杆菌交叉保护性抗原的筛选

为筛选牛源多杀性巴氏杆菌(Pm)交叉保护性抗原,本研究以A型Pm CQ2株基因组为模板,对其omp A、omp H、plp E、pm0979、P6和pfh B基因分别进行扩增,克隆于相应表达载体并进行原核表达,同时对表达产物进行纯化及western blot鉴定。将纯化的重组蛋白免疫小鼠,分别测定其对2 LD50剂量的A型和B型Pm的攻毒保护效果。结果表明,重组蛋白r Omp A、r Omp H、r Plp E、r Pm0979、r P6和r Pfh B对A型Pm CQ2株的攻毒保护率分别为20%、60%、70%、40%、20%和10%,对B型Pm CVCC450株的攻毒保护率分别为0、30%、40%、20%、10%和0,表明重组蛋白r Plp E、r Omp H和r Pm0979可以针对不同血清型的Pm提供较好的交叉保护作用。本研究为牛源Pm新型疫苗的研制奠定了基础。     

奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌对四环素耐药性分析

为分析奶牛乳房炎中分离的金黄色葡萄球菌(S.aureus)四环素耐药机制,本研究以K-B法和常量肉汤法测定最低抑菌浓度(MIC)值,并对26株奶牛乳房炎S.aureus进行四环素耐药表型检测及加入利血平后的MIC值检测;以PCR检测四环素耐药基因tetM、tetO、tetL和tetK,对扩增产物进行序列分析。检测结果表明:26株菌株中,7株对四环素耐药,19株敏感;利血平能显著降低部分耐药株对四环素的MIC值;在7株耐药菌株中,1株检测出tetM基因,6株检测出tetK基因,没有检测到tetL和tetO基因;tetK基因与S.aureus质粒pT181同源性为100%,tetM基因与转座子Tn916序列同源性为99.9%。实验研究表明,26株奶牛乳房炎S.aureus四环素耐药表型与耐药基因相符,耐药机制以外排蛋白介导为主,并在国内牛源S.aureus中首次检测到tetK基因。     

牛多杀性巴氏杆菌LolA蛋白的免疫特性

为研究牛多杀性巴氏杆菌（Pasteurella multocida,Pm）外膜LolA蛋白的免疫特性，对牛Pm LolA蛋白进行原核表达和纯化，再通过动物模型对重组LolA蛋白（rLolA）的免疫特性进行评估。结果表明：本试验成功表达并纯化出rLolA蛋白，其相对分子质量大小约为40 ku；不同动物源性Pm的lolA基因同源性较高，说明该基因高度保守；rLolA蛋白能够引发机体体液免疫，分泌高表达量IgG抗体；rLolA蛋白的免疫原性对小鼠的免疫保护率达55%。本试验明确了牛Pm LolA蛋白的免疫特性，为Pm免疫保护蛋白筛选以及交叉保护性疫苗研发提供了参考。