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鼠疫耶尔森氏菌布氏田鼠疫源地菌株91001全基因组序列测定及初步分析

宋亚军  
【摘要】: 背景:鼠疫耶尔森氏菌是烈性传染病鼠疫的病原体,曾给人类带来了巨大的灾难。本文报道了对人不致病的鼠疫耶尔森氏菌布氏田鼠疫源地菌株91001全基因组序列,并进行了比较基因组学分析和初步的蛋白质组学研究。 方法:采用全基因组鸟枪法测定91001菌株的全基因组序列,利用比较基因组方法对91001与另两株鼠疫耶尔森氏菌(CO92和KIM)的全基因组进行比较研究;同时针对一些有意义的基因在多株鼠疫耶尔森氏菌的中国分离株中进行了验证;并在基因组研究的基础上开展了初步的蛋白质学研究。 结果:91001菌株的基因组包括一条染色体和四个质粒。pPCP1质粒长度为9,609bp,与参考菌株基本一致;pCD1质粒是编码Ⅲ型分泌系统的质粒,长度为70,159bp,编码情况与参考菌株基本相同,但重排导致了质粒的结构与参考菌株存在差异;pMT1质粒长度为106,642bp,保留了较多的原始质粒片段,毒力相关基因与参考菌株没有差异;pCRY质粒是本研究中新发现的质粒,在国内外研究中未曾报道,这一质粒长度为21,742bp,具有独立复制能力,有一群编码Ⅳ型分泌系统的基因。91001菌株的染色体长度为4,595,065bp,有4,037个CDS,其中141个是假基因;染色体中存在非常丰富的插入序列,由于存在IS序列介导的基因组重排,91001菌株染色体的结构与参考菌株存在较大差异。通过比较基因组学分析和试验验证,我们初步确定了91001菌株甘油降解阳性,硝酸盐还原阴性,阿拉伯糖分解代谢阴性以及蜜二糖分解阳性的遗传基础。在蛋白质组学分析中,我们鉴定了1193个蛋白质,占基因组预测CDS的28.7%。 结论:根据质粒结构,染色体基因组重排,硝酸盐还原阴性的机制以及假基因的分布等信息,我们推测以91001菌株为代表的布氏田鼠型和青海田鼠型菌株是原始鼠疫耶尔森氏菌进化过程中的另一个分支,与现有菌株存在比较明显的差异;而91001菌株独特的致病性可能与其基因组中缺失的大片段或假基因有关。


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