论文部分内容阅读
溶藻弧菌属于革兰氏阴性菌,是一种海生生物重要的条件性致病菌,并且往往与许多包括鱼类、虾类、珊瑚类和甲壳类等在内的海水养殖动物流行性病害有关。溶藻弧菌也是一种人类的致病性细菌,尤其容易通过海产品的感染导致耳炎和伤口感染。在近些年,溶藻弧菌由于引起水产养殖鱼类发病并且造成了重大的经济损失而受到广泛的研究。细菌对鱼类组织表面的粘附是细菌感染致病初始阶段的重要步骤。肠和受伤的表皮是弧菌入侵鱼体的重要门户。由于鱼体表面布满了粘液且细菌对粘液的粘附作用是多种致病菌感染的先决条件,因此,细菌的粘附能力是一种重要的毒力因子。细菌对宿主的粘附能力受到细菌本身、粘附底物和环境因子等诸多的影响。细菌的粘附受到多种基因的调控。尽管已经证实一些基因与细菌粘附有关,但是这种针对粘附的调控机制仍未可知。虽然最近已经获得了溶藻弧菌全基因组,但是其转录组情况仍未可知。本研究通过在胁迫条件下长期培养溶藻弧菌并测定其粘附能力,对获得的粘附弱化菌株进行转录测序和分析,以期望能够更好地理解溶藻弧菌粘附的基因调控机制。通过利用影响粘附能力的理化因子对溶藻弧菌进行胁迫诱导和粘附筛选,我们获得了三种重金属和一种低pH诱导下的粘附显著弱化菌株1A、3A、4A和6A。对筛选菌株和野生型溶藻弧菌10A进行转录组测序分别获得了3962、3924、3978、3987和3994个CDS序列。通过对GO(Gene ontology,GO)、COG(Clusters of orthologous groups,COG)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路的差异表达基因(DEGs)进行富集分析发现,1A菌株拥有最多的DEGs,其次是6A,而后3A,最后4A,这与菌株的粘附表型呈现惊人的一致性同时也说明了粘附明显弱化的菌株倾向具有更多的差异基因。我们对包含DEGs的各种通路进行统计学富集分析,观察到涉及寡肽、支链氨基酸、精氨酸/鸟氨酸、甘氨酸甜菜碱/脯氨酸、钨氨酸、硝酸盐/亚硝酸盐和Vit B12转运的ABC通路显著富集。我们也分析了受胁迫菌株来自ABC系统基因的富集水平,结果发现了与上面相似的变化趋势。为了进一步了解这些转运基因如何影响菌株的粘附特性,我们分析了胁迫菌株的粘附能力与基因的下调倍数的关系,结果表明一些基因如oppF、livH、livM、livK、aotJ、aotM、proX、proV1、proW2、nrtA、nrt C和tupB具有较好的相关性或较大的R~2值。其中oppF、aotJ、proW2和proX呈现正向调控,其它基因呈现负相关关系。我们还发现3A菌株的livH、livM、livG、nrtA和nrtC下调幅度极大,可达到13倍左右。此外,所有的liv和nrt基因呈现负向调控。总之,本文首次测序了溶藻弧菌的转录组。通过环境影响因子诱导、粘附筛选和寻找最相关基因,我们最终将菌株粘附表型和来自ABC系统的亚家族基因联系起来并发现了一些粘附相关基因。