西藏牦牛源多杀性巴氏杆菌ΔrpoE突变株的构建及其生物学特性研究

来源 :西藏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:young200909
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
牦牛是青藏高原上的“全能”型家畜,也是西藏当地生活生产的必需品,为农牧民提供生活和经济来源。近些年,多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)造成西藏牦牛多起出血性败血症,有一定的传染性、病亡率,给该地区牦牛养殖业的发展造成了一定的经济损失。为了明确牦牛源Pm菌株Tibet-Pm1的基因组、生物信息学特征、基因型及其rpoE基因在菌株中的作用,本研究通过全基因组提取,利用纳米孔的单分子实时电信号测序技术(Oxford Nanopore Technologies,ONT),进行全基因组测序;将测序结果进行基因组分析、功能注释分析、专有数据库注释分析、蛋白亚细胞定位、绘制基因组圈、上传序列至NCBI;通过PCR扩增对Tibet-Pm1进行了荚膜分型、脂多糖分型、多基因序列分型、多杀性巴氏杆菌Kmt特异性基因、rpoE基因、细菌通用16S r DNA测定,在全基因预测的基础上,将rpoE基因进行克隆测序、基因序列分析、生物信息学分析,在线分析鉴定该株牦牛源多杀性巴氏杆菌ST型;利用同源重组技术对Tibet-Pm1菌株的rpoE基因进行敲除,将突变株和野毒株进行生化特性试验、抗逆性试验、细胞黏附试验、细胞凋亡试验、致病性试验、载菌量试验,进一步了解rpoE基因在Tibet-Pm1中的作用;将为了解西藏牦牛源Pm的基因组学、rpoE基因的致病机制及疫苗研究提供理论依据。本研究结果主要包括以下方面:1.通过对Tibet-Pm1菌株全基因组测序,其基因序列全长为2 331 688 bp;预测出编码基因2 138个,总长2 068 839 bp,重复序列预测长度3 266 bp,占总长度的0.14%,非编码RNA预测中发现有19个r RNA共3个家族,有59个t RNA共33个家族,有43个other nc RNA共27个家族,5个基因岛,启动子962个,非冗余蛋白质库中Pm有2 091个,GO数据库中有37类蛋白,kegg功能注释中有48类蛋白,egg NOG数据库注释中有25类蛋白,CAZy数据库注释中糖基转移酶占比最多51.47%,TCDB数据库中有660个转运蛋白,CARD数据库中预测了3种抗性蛋白,蛋白亚细胞定位分析发现含有190个信号肽、509个跨膜蛋白和190个分泌蛋白,通过基因组圈图可清晰分析基因组组分间的位置关系,rpoE基因分析表明为RNA聚合酶sigma-70因子,可能是Tibet-Pm1菌株的毒力因子,并获得基因序列登录号为CP072655。2.通过PCR鉴定、测序、网站比对,Tibet-Pm1菌株为B:L2:ST44基因型,rpoE基因和印度牛源多杀性巴氏杆菌rpoE基因相似度为100%,rpoE基因序列长576 bp,编码191个氨基酸,预测分子量为22.0 ku,理论等电点4.86,属于不稳定、无跨膜结构、无信号肽、有保守结构域、有潜在磷酸化的胞内亲水性蛋白,二级结构α-螺旋占比最高67.02%,三级结构为棒状微弯曲模型,存在多个抗原表位,预测可与10个蛋白存在相互作用,且部分结果和全基因组中rpoE分析一致。3.通过PCR鉴定、测序、目的基因和载体酶切、连接,成功构建了自杀载体p BC-SK-△rpoE,将自杀载体利用电转化技术转化至Tibet-Pm1感受态细胞中,通过正向筛选成功筛选出Kana基因替换rpoE基因的突变株,通过PCR鉴定、测序,表明该突变株在传代中可稳定遗传。4.通过对野毒株和rpoE基因缺失株在生物学特性方面的研究分析,两菌株在生化特性上无差异,在抗逆性试验中突变株在20℃和42℃中的生长状态受影响较大,环境突变后突变株存活率较低,rpoE基因缺失株生物被膜受到影响,黏附细胞数量减少、细胞凋亡数下降、降低了对家兔的致病性,内脏器官载菌量明显减少。综上所述,通过对西藏牦牛源Pm基因分析及?rpoE突变株的生物学特性研究,明确了Tibet-Pm1菌株全基因组序列(CP072655)及其基因功能特性的预测,鉴定了Tibet-Pm1菌株的基因型,预测了rpoE基因编码蛋白的功能特性,成功构建了Pm自杀载体p BC-SK-△rpoE,并筛选出了rpoE基因突变株,探究了突变株和野毒株在的生物学特性,表明了rpoE编码蛋白是一个具有良好免疫原性的疫苗候选抗原蛋白,rpoE在Tibet-Pm1菌株的抗逆性、生物被膜、黏附性、致病性上有一定调节作用。将为进一步深入研究西藏牦牛源Pm疫苗和探索rpoE基因在Tibet-Pm1菌株中的致病机制奠定理论基础。
其他文献
非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)感染引起的一种接触性传染疾病,且具有高致病性,给全球的养猪业带来了严重的威胁以及经济损失。该病的主要表现症状:淋巴结和皮肤及内脏器官严重出血、高热、水肿、呼吸困难等。ASF常发生跨国传播,在国际上被列为重要的检疫对象,在我国也是作为一类动物疫病进行防护。目前对于ASF还没有有效的疫苗以及药物可用于预防本病,尚存在一些未净化该病的国家,仍需要通过必要的检
青藏高原是整个东亚重要的生态屏障,脆弱的生态环境与频繁增加的人类活动矛盾突出,植被的保护和恢复成为了青藏高原建设的重点。全球气温变暖的总趋势下,青藏高原作为气候变化的敏感区,环境压力持续增大,生态环境恢复是目前需要重点关注的领域。为了保证生态恢复的持久性,需要明确气候变化背景下典型生态树种随着环境改变的变化范围,模拟当前气候和未来气候情境下不同物种适宜分布区,阐述其变化范围和方向,对青藏高原地区应
基于青藏高原低温的环境特点,低温发酵剂的研究在西藏具有较好的应用前景,也对西藏地方发酵肉制品的开发利用具有重要意义。本试验以西藏传统发酵牦牛肉为研究对象,分离其中的耐低温乳酸菌及酵母菌,以其为原料进行耐低温复配发酵剂的研发,旨在得到能够适应西藏特殊环境的耐低温发酵剂。具体试验结果如下:从西藏传统发酵牦牛肉中分离纯化得到13株乳酸菌(分别编号为菌株3、1、2L、2B、4、5、A、B、C、D、E、N、
藏药甘青青兰(Dracocephalum tanguticum Maxim.)是唇形科(Lamiaceae)青兰属(Dracocephalum)多年生草本植物,分布于西藏、青海、四川及甘肃的干燥河谷河岸、田野、草滩或松林边缘等地,在民间主要用来治疗治疗肝炎、胃炎、头晕、黄水疮口不愈、出血等疾病症状。近年来研究发现甘青青兰具有许多药理作用诸如抗氧化、抗缺氧、抑菌、抗炎、抗病毒等。迷迭香酸(Rosma
本文选择黑龙江宾县为实验区,以不同株龄的紫穗槐和不同种植密度的紫穗槐土壤为研究对象,分别选取种植7年生、16年生、24年生、34年生株龄的紫穗槐各三块样地的土壤,及分别选取1800株/hm~2、2340株/hm~2、2700株/hm~2、3060株/hm~2四种不同密度七年生株龄的紫穗槐各三块样地的土壤,和周围没有任何植物的黑土作为对照组。通过测定紫穗槐人工林和对照样地的土壤物理性质、化学性质、p
阿里地区地处青藏高原的西北部,在阿里地区开展植被研究,可为探究与保护阿里地区植被环境提供理论支撑。本次研究采用调查方法为群落样方法,利用TWIN-SPAN、物种多样性分析等多元数量统计分析方法,系统的分析了阿里地区植物群落的物种组成、群系及群丛的类别、样地及群丛的物种多样性、土壤养分空间分布以及物种多样性与土壤养分之间的关系。(1)阿里地区物种较少,组成简单,共包含种子植物102种,隶属21个科6
伴随着全球气候的变化,人类社会的快速发展,在自然和人为因素的双重驱动下,敏感而脆弱的青藏高原生态环境承受一定压力,水土流失有加剧的趋势。藏东南地区高山峡谷居多,加上降水充沛,土质松散,因而水力侵蚀极为发育,沟壑纵横,这对该区域生态环境和人民的生产生活造成了严重的威胁。深切的冲沟成了水土流失严重的重要标志,人们却忽视了沟蚀形成的潜在威胁严重性,而沟蚀根源在于开始的细沟侵蚀。已有研究充分表明,细沟侵蚀
党的十八大与十九大提出要有序加快农业转移人口市民化。然而,由于内部主体因素制约与外部宏观环境影响,农业转移人口半城市化、虚城市化现象严重。易地扶贫搬迁使得农牧民“一步跨越”进入城镇成为新的市民化主体,有效解决了地区的脱贫发展问题。但农牧民的市民化既联系又区别于农民工等“三位一体”农业转移人口,即农牧民在主观意愿或能力不足条件下,被特定政策推动“一步跨越”进入城镇的“被动市民化”。西藏三岩片区地处藏
三维流形拓扑理论是低维拓扑学的一个重要分支.从三维流形的组合结构出发,通过三维流形中的一些曲面(如Heegaard曲面、不可压缩曲面及正则曲面等),把复杂的几何对象化解为若干简单对象进行研究,进而了解三维流形的拓扑性质和几何结构,这是三维流形研究中的重要方法.本文主要讨论了柄体在平环中嵌入的极大组及三维流形Heegaard分解的若干性质的问题,通过对极大组个数的研究,通过对Heegaard分解的若
本研究以色季拉山具有代表性、典型性、不同立地条件的12种木本植物:华山松、林芝云杉、糙皮桦、川滇高山栎、雪山杜鹃、雪层杜鹃、林芝杜鹃、不同海拔的急尖长苞冷杉、方枝柏、藏红杉、高山松、巨柏为研究对象,使用多因素方差分析和最小显著差异法(LSD)多重比较分析方法对12种不同生活型植物、不同海拔急尖长苞冷杉、不同营养器官的非结构性碳水化合物(NSC)的变化规律进行了比较、分析,旨在探索色季拉山主要木本植