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禽致病性大肠菌(Avian Pathogenic Escherichia coli,APEC)属于肠外致病性大肠杆菌(Extra-intestinal pathogenic E.coli,ExPEC)。除了种类繁多的血清型外,APEC还具有多种毒力因子、转录调节因子和分泌系统参与到致病过程中,危害禽类健康并对养禽业造成严重经济损失。大肠杆菌Ⅲ型分泌系统2(Escherichia coli Type ⅢSecretion System2,ETT2)是一种新的Ⅲ型分泌系统,影响细菌的黏附、运动性等致病因素,YqeⅠ是ETT2五个转录因子中的一个,与SPI毒力岛中毒力基因MarT同源,与ygeK共同影响LEE编码的Ⅲ型分泌系统的分泌,但在APEC中尚未报道过其详细的功能作用。本研究进行了一系列试验以评估YqeⅠ对APEC致病作用的影响。构建YqeⅠ基因缺失株和回复株,对比基因突变株与原始株之间的生物学特性差异;利用RNA-Seq筛选差异基因并利用荧光定量验证,结合生物表型结果分析差异基因功能调控通路;针对APEC致病过程,探究YqeⅠ对抗血清杀菌和细胞粘附的影响特点,比较缺失株和野生株在动物体内的分布情况,具体分析该基因与APEC致病性的作用关系。1.禽致病性大肠杆菌YqeⅠ缺失株和回复株构建及对生物学特性的影响从实验室保存的临床分离株中挑选氨苄青霉素和氯霉素敏感的菌株,PCR筛得含有YqeⅠ基株菌株AE81,利用Red同源重组成功构建YqeⅠ基因缺失株,使用低拷贝质粒pSTV-28连接YqeⅠ基因完成缺失株回补。对得到的野生株、缺失株和回复株进行生物学特性评价,结果显示生长特性没有明显变化;缺失YqeⅠ后运动能力和生物被膜形成能力下降,透射电镜观察缺失株鞭毛数量减少;扫描电镜观察生物被膜,缺失株膜厚度减少至单层,未形成多层堆积,菌体间纤维素粘黏结构消失;检测革兰氏阴性菌药敏卡中18种药敏程度,但未改变敏感等级。2.基于RNA-Seq筛选禽致病性大肠杆菌YqeⅠ缺失株差异表达基因并分析对野生株和缺失株进行转录组学测序,分析YqeⅠ对禽致病性大肠杆菌基因表达上的差异,结果表明YqeⅠ显著影响了 587个差异基因,其中上调391个,下调196个;KEGG通路分析涉及鞭毛、趋化性、生物被膜、ABC转运蛋白、抗生素的合成、不同环境中的代谢、群体感应和双组分调控等30个调控类型,其中不同环境中的代谢富集最多有51个差异基因,鞭毛调控通路是差异倍数最大;GO功能分析中参与39项功能,主要富集细胞过程和代谢过程的生物过程,细胞、细胞组分和膜组分的细胞成分,催化活性和粘合物等分子功能。在差异基因中筛选生物表型变化明显的鞭毛和生物被膜相关调控基因。荧光定量结果与转录组数据趋势一致,同时再次了验证转录组测序中鞭毛和生物被膜基因的表达。3.检测YqeⅠ缺失对禽致病性大肠杆菌致病作用的影响大肠杆菌常引发败血症,在对血液成分的影响上进行了溶血试验和抗血抗清杀菌试验,溶血性结果显示YqeⅠ的缺失并没有改变野生物株对无溶血性的特征,但抗血清杀菌试验中,随着血清浓度的增加至40%时,缺失株与野生株随时间推移,存活量相差最大,表明YqeⅠ的存在对APEC而言能够协助菌体抵抗宿主体内血液中杀菌成分,达到免疫逃逸的效果;细胞黏附试验结果,缺失株与野生株黏附细胞的能力存在差异,呈减弱趋势;组织载菌量中宿主各组织载菌量均减少,心脏载菌量有显著差异,肝、脾和肺的载菌量差异极显著。因而YqeⅠ极可能对APEC的致病作用起到正向调节作用。结合生物学特性、转录水平和致病作用的变化,本研究发现YqeⅠ能够调节APEC多个致病过程中需要的调控系统如鞭毛、生物被膜和物质运输等,从而维持细菌的致病能力和在宿主体内的自我保护能力,证实了转录因子YqeI从多角度对APEC致病作用产生了影响。