论文部分内容阅读
副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis,HPS)是猪格拉泽氏病的病原,它通过单独感染和与其他重要猪病病原的共感染或继发感染造成猪的严重损害和死亡,已成为危害世界养猪业的一种重要病原菌。由于早期体外分离培养困难导致对该菌的研究起步较晚,对其群体结构、遗传变异、分型和耐药等方面的基础研究非常缺乏。为了获得HPS的群体结构特征,本研究利用Illumina Hiseq 2000测序平台首先对50个HPS进行了全基因测序,测序菌株基因组大小2.13-2.49 Mb,GC含量39.38%-39.97%,预测基因2078-2417个/菌。结果显示:HPS基因组大小不同,GC含量稳定。以SH0165为参考基因组,通过挖掘并注释测序菌株中的单核苷酸多态性(SNP)、小片段插入缺失(Small InDel)、结构变异(SV)分析HPS的遗传变异。分析结果显示,HPS中存在广泛的SNP、Small In Del和SV,并在基因编码区(CDS)呈优势分布。在基因编码区,SNP主要为同义突变,显示了纯化选择压力;Small In Del主要通过框架改变引起CDS区变异,在整体水平上呈插入趋势;SV主要通过插入、缺失、反转和染色体内易位引起变异,绝大多数菌株缺失突变的数量均大于插入和反转,显示了HPS基因大片段的缺失趋势。与SH0165基因组比较,测序样品中的非同义突变、编码区发生的Small InDel和SV引起了基因变异。KEGG代谢通路分析显示:这些变异基因主要富集在ABC转运体、氨基酸生物合成和碳代谢通路上。综合使用胶免疫扩散(GID)传统血清定型、多重PCR分子血清定型(mPCR)、多位点序列分型(MLST)定型HPS田间分离株,探讨它们在HPS流行病学研究中的定型效力。在100个HPS中,GID和mPCR分别定型73个(73%)和93个(93%)菌株,二者结果一致性66%。mPCR将GID定型中不可分型(NT)菌株数从27个(27%)降至7个(7%)。荚膜位点分析显示,HPS荚膜位点型特异区域存在大量缺失和功能未知序列,这可能是mPCR定型中NT株产生和GID与mPCR定型结果不一致的原因。MLST分析将53个HPS分离株归为36个序列型(ST),发现14个新的等位基因序列和23个新的ST。mPCR和MLST比较分析首次证实,一个ST归属唯一血清型。同一畜群可被不同血清型甚至是同一血清型不同ST菌株感染。血清型4、5、7、8分离株中存在优势ST。使用基因组学方法从11个测序HPS中预测到9种耐药基因,可产生对氨基糖苷类、四环素类、磺胺类、氯霉素和β-内酰胺类抗生素的耐药性。抗生素敏感性检测表明绝大多数菌株对链霉素、卡那霉素和妥布霉素耐药,确证了氨基糖苷类耐药基因的耐药潜能,显示基于组学的耐药性分析可能为HPS耐药性研究提供一种有价值的手段。