鴨和鴿支原體基因組測(cè)序及比較基因組學(xué)分析.pdf

1、鴨支原體(Mycoplasma anatis)是一種條件致病性支原體，能引起鴨傳染性竇炎，對(duì)雛鴨感染性更高，可引發(fā)眶下竇、鼻腔、氣管和氣囊的炎癥，以眶下竇腫脹為典型特征。耐過鴨則發(fā)育遲滯、生長(zhǎng)緩慢，直接影響經(jīng)濟(jì)效益。鴿支原體(Mycoplasma columbinum)最早從患有呼吸道癥狀鴿的喉頭拭子中分離，但正常鴿的口腔、喉頭亦可分離到，因而其病原學(xué)地位一直未有定論，多年來(lái)對(duì)鴿支原體的研究報(bào)道較少。
　　 隨著基因組測(cè)序技術(shù)的

2、不斷發(fā)展以及比較基因組學(xué)的廣泛應(yīng)用，為微生物學(xué)的研究提供了更為廣闊的平臺(tái)。本研究在完成兩株禽類支原體基因組測(cè)序的基礎(chǔ)上，借助軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)基因組所承載的遺傳信息進(jìn)行了基本分析和比較分析，進(jìn)而對(duì)其基因組結(jié)構(gòu)、進(jìn)化情況和毒力相關(guān)因子有了更為深入的了解，并通過人工感染試驗(yàn)對(duì)鴨支原體國(guó)內(nèi)分離菌株的致病力進(jìn)行了比較研究，主要工作包括：
　　 1.鴨支原體1340菌株的基因組測(cè)序及分析
　　 1340菌株是鴨支原體的模式菌株，通過基

3、因組測(cè)序，完成了對(duì)第一株鴨支原體基因組的測(cè)序及分析工作。1340基因組全長(zhǎng)928，687 bp，GC含量為26.64%，預(yù)測(cè)基因總數(shù)為778個(gè)，編碼區(qū)大小為824，112 bp，占整個(gè)基因組的88.74%，編碼基因平均長(zhǎng)度為1，059 bp，含有4個(gè)rRNA，33個(gè)tRNA。在基因注釋的基礎(chǔ)之上，對(duì)其進(jìn)行基因功能分類、代謝通路基因組分、編碼蛋白特性、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等方面進(jìn)行了分析和歸納。
　　 2.鴿支原體SF7菌株的基因組測(cè)序及分析

4、
　　 鴿支原體SF7株是由本實(shí)驗(yàn)室分離并保存的分離株，SF7基因組為第一株完成基因組測(cè)序的鴿支原體。SF7基因組大小為0.75 Mb，GC含量為26.95%，共預(yù)測(cè)612個(gè)編碼基因，編碼區(qū)大小為0.67 Mb，在基因組中比例為89.08%，編碼基因平均長(zhǎng)度為1，089 bp，包括2個(gè)rRNA和30個(gè)tRNA。SF7基因組糖酵解途徑并不完整，但有3個(gè)關(guān)鍵的精氨酸分解酶，進(jìn)而構(gòu)成了精氨酸水解途徑，從基因組學(xué)水平上解釋了該支原體不發(fā)

5、酵葡萄糖、能水解精氨酸的表型特點(diǎn)。在完成基因組注釋和基因功能分類后，對(duì)代謝通路、編碼蛋白特性、限制級(jí)修飾相關(guān)基因等方面亦作了分析及概括。
　　 3.鴨支原體1340株和鴿支原體SF7株進(jìn)化分析及比較基因組學(xué)分析
　　 選取已完成基因組測(cè)序的支原體科21株基因組作為參考基因組，對(duì)1340、SF7完成了進(jìn)化分析及比較分析。結(jié)果表明，鴨支原體、鴿支原體與雞毒支原體在支原體科系統(tǒng)分析時(shí)分別處于兩個(gè)大的進(jìn)化分支上，進(jìn)化距離較遠(yuǎn)，基

6、因組序列共線性僅為30%左右，通過選擇進(jìn)化壓力分析證明鴨支原體1340和鴿支原體SF7發(fā)生變異較多，存在進(jìn)化選擇。利用自編程序?qū)Π喼гw1340和鴿支原體SF7在內(nèi)的7株支原體全基因組、編碼區(qū)和非編碼區(qū)進(jìn)行串聯(lián)重復(fù)序列分析，發(fā)現(xiàn)其中差異最大的單核苷酸重復(fù)單位總體GC含量可以作為判定物種生物進(jìn)化的輔助判定標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，單核苷酸重復(fù)單位的分布豐度因宿主的不同而存在差別，暗示了簡(jiǎn)單串聯(lián)重復(fù)序列分布數(shù)量與宿主特異性之間存在聯(lián)系。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)鴨支

7、原體1340、鴿支原體SF7與雞毒支原體Rlow株相比毒力因子較少，分別僅占雞毒支原體毒力因子的56.2%和37.5%，且缺乏與侵襲力直接相關(guān)的vlhA黏附素基因家族，從基因組學(xué)水平上解釋了鴨支原體、鴿支原體缺乏向呼吸道深部擴(kuò)散能力的病原學(xué)特點(diǎn)。
　　 4.人工感染試驗(yàn)
　　 采用人工感染法對(duì)鴨支原體模式株1340和分離株SJQ進(jìn)行致病性比較，結(jié)果表明，2株鴨支原體株均可引起試驗(yàn)鴨發(fā)生病變及增重減緩。其中，混合感染組(鴨