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沙门氏菌是常见的食源性致病菌之一,血清型是该菌危害性判定和临床治疗的重要依据。根据抗原结构的差异,沙门氏菌可分为50多个血清群,2600多种血清型,复杂多样的血清型增加了传统检测和防控方法的难度。以核酸为基础的分子生物学检测方法以其快速、准确、简便的特点,逐渐成为可取代传统检测方法最具潜力的检测技术之一。而检测分子靶标的特异性和数量是建立沙门氏菌血清分型快速检测技术的瓶颈。本论文针对目前食品来源的沙门氏菌未有系统基因组学研究,各血清型基因组数据未充分发掘等问题,首先基于前期构建的全国食品微生物安全风险识别数据库和菌种资源库,利用二代测序技术和生物信息学方法,对食源性沙门氏菌基因组进行全面的分析,构建沙门氏菌全基因组数据库。在此基础上,采用泛基因组分析和PCR验证相结合的方式,系统挖掘了沙门氏菌属、血清群和血清型的特异性检测新靶标,并建立多种新型快速检测体系;通过功能预测、基因敲除、功能验证和转录组学探讨了沙门氏菌属特异性靶标基因的生物学功能和代谢调控网络;利用生物学特性和全基因组分析,从环境土壤中筛选出了一株针对沙门氏菌不同血清型的新型噬菌体,并初步应用于食品中沙门氏菌的污染防控。主要研究内容和结果如下:(1)沙门氏菌全基因组数据库的构建获得我国食品样品中351株沙门氏菌全基因组序列,包括8个血清群和44种血清型。对其基因组特征全面解析,包括泛基因组分析、遗传进化分析、毒力和耐药基因携带情况等方面,从而了解其基因组特性。研究表明,沙门氏菌为闭合型泛基因组,其泛基因数量为29241个,其中核心基因1418个,不同血清型之间具有一定程度的聚类性;大部分菌株携带毒力岛1和毒力岛2相关基因,且不同血清群之间携带毒力基因相似度极高;血清群B和血清群E中London和Meleagridis血清型携带的耐药基因较多,血清群F、M、Q携带的耐药基因较少,且血清群内不同血清型携带的耐药基因比较相似。(2)沙门氏菌属靶标及环介导等温扩增技术(Loop Mediated Isothermal Amplification,LAMP)检测体系挖掘得到13个沙门氏菌属靶标(靶标mla B、group_25736和group_28248主要针对包含邦戈尔沙门氏菌在内的沙门氏菌,靶标ssa Q、yhh A、ssa H、ssa P、cit X_2、ssa O、ssc B、ssa S、ssa G和ssa T主要针对肠道沙门氏菌),并以ssa Q基因构建LAMP检测体系。该检测体系特异性良好,可准确识别多种沙门氏菌血清型,与非沙门氏菌之间不存在交叉反应,检测限为2.1×101CFU/m L,灵敏度较高,可实现对食品样品中沙门氏菌的快速鉴定。(3)沙门氏菌血清群靶标及多重PCR(Multiplex Polymerase Chain Reaction,m PCR)检测体系挖掘得到常见血清群B、C1、C2、D和E靶标各1个B-rfb J、C1-9679、C2-pim B、D-rfb J和E-28255。进一步与最常见血清型Enteritidis和Typhimurium靶标相结合,构建3个m PCR检测体系,可实现对食品样品中常见血清群和血清型沙门氏菌的同时检测,节省了检测时间和成本。(4)沙门氏菌血清型靶标及链置换LAMP量子点荧光微球免疫层析试纸条体系构建挖掘得到15种血清型新靶标64个,包括血清群B中的Typhimurium、Derby、Indiana和Agona,血清群D中的Enteritidis,血清群C1中Rissen、Braenderup、Infantis和Virchow,血清群C2中的Hadar和Albany,血清群E中的Weltevreden、London、Meleagridis和Senftenberg。靶标具有良好的特异性和较高的灵敏度,成功应用于食品样品检测过程中。以S.Typhimurium靶标构建链置换LAMP量子点荧光微球免疫层析试纸条,其检测的特异性良好,裸视LOD为103CFU/m L,比Au NPs标记的免疫层析试纸条灵敏度提高了10倍。在102~107CFU/m L之间具有良好的线性关系,R2为0.969,理论计算出的LOD为10-1CFU/m L。在饮用水、橙汁、生菜和鸡肉中的裸视LOD分别为103、104、104和105CFU/m L。样品添加回收,回收率在85%~110%的范围内,相对标准偏差低于7.8%。(5)沙门氏菌毒力岛2相关属靶标基因功能的探讨绝大部分新靶标基因功能预测为假定蛋白,其中7个属靶标为毒力岛2相关基因,构建毒力岛2基因ssa G、ssa H、ssa O、ssa P、ssa Q、ssa T和ssc B突变株,与野生株相比,各突变株在显色培养基上的显色、生长性能和总蛋白表达能力无变化,生物膜形成能力存在一定的差异,突变株的细胞黏附性(除△ssa Q),入侵性,增殖性和毒性均减弱,转录组分析发现大部分差异表达基因被富集到菌体鞭毛,菌毛,核糖体合成等过程中,与细菌的运动性和趋化性密切相关。说明这7个基因直接或间接的影响细菌的运动性和趋化性,从而更好的发挥其毒性。(6)新型沙门氏菌噬菌体的分离和应用筛选出针对不同血清型的新型沙门氏菌噬菌体vB_Sal P_TR2,属于短尾噬菌体,可裂解Albany、Corvallis、Newport、Kottbus和Istanbul五种血清型;该噬菌体对一定范围的p H值和温度具有耐受性,潜伏期时间相对较短,不携带任何毒力或抗生素耐药基因;在体外纯培养物和食品基质中,能抑制一定数量沙门氏菌的增殖。综上,本论文构建了沙门氏菌全基因组数据库,并在此基础上,进行了分子检测靶标的系统性挖掘,毒力岛2相关基因功能的初步研究和新型噬菌体的分离与应用,为沙门氏菌的快速检测,致病机制的深入研究和生物学高效防控等领域的快速发展奠定基础。