维氏气单胞菌TH0426株Fur基因的缺失及其功能的初探
维氏气单胞菌（Aeromonas veronii,A.veronii）是广泛存在于水生环境中的一种致病性病原菌，隶属气单胞菌属，它可导致包含人在内的哺乳动物患脑膜炎、败血症等疾病，导致水生生物产生鱼鳍腐烂等症状。相关报道表明，A.veronii的毒力不断增强，由该细菌产生的病症案例越发频繁，研究A.veronii的毒力相关基因至关重要，以便对该细菌更好的探索与防治。 Fur基因作为铁摄取调节蛋白，在细菌中起关键主导作用。当细菌自身缺铁时释放铁离子，体内铁含量过高时抑制铁离子，维持机体内铁环境的稳态。Fur还能作为全局调控因子，不仅可以调节铁相关表达，还可以调控与铁无关的通路。前期课题组对于A.veronii强毒、弱毒、无毒三类菌株的基因组学分析，发现相较于其他弱毒株来说，A.veronii TH0426作为强毒株，铁摄取调节蛋白其独有的，推测其作为毒力因子，对于A.veronii的毒性起决定性作用。 本试验为了探究A.veronii Fur基因的功能与致病能力的影响，构建了重组自杀性质粒pPE112-UDFur，通过同源重组成功构建Fur基因的缺失株ΔFur；在此基础上，利用广宿主表达质粒成功构建回补株C-Fur。比较分析所构建成功的缺失株ΔFur与回补株C-Fur与野生株A.veronii的生物学特性；试验结果发现：Fur缺失后，ΔFur生长能力略低于野生株，对抗生素的耐药性未发生显著变化；通过透射电镜观察，发现鞭毛断裂，游动能力显著降低；扫描电镜观察到部分菌体形态不一，生物被膜交联结构变得松散，且结晶紫染色分析结果支持生物被膜显著降低结果；缺失株ΔFur对鲤鱼上皮瘤（Epithelioma papillosum cyprinid,EPC）细胞的黏附侵袭能力显著下降，细胞毒性也有所减弱，在斑马鱼攻毒试验中ΔFur的致病力下降了2.3倍。为了探究Fur基因的调控机制，以野生株作为对照组，对ΔFur进行转录组测序分析，共筛选出差异基因2242个，其中上调基因993个，下调基因1249个。KEGG富集分析发现，Fur基因缺失后，主要影响细菌趋化性、鞭毛组装、双组份系统以及细菌分泌系统等相关通路，其表达量差异显著；并且生物学特性分析所产生的现象与转录组结果相吻合。 本研究成功构建了A.veronii Fur基因缺失株ΔFur和回补株C-Fur，并将其和野生株进行比较，Fur基因缺失后，发现其对EPC细胞的毒性、黏附与侵袭能力、细菌自身的运动性、生物被膜的形成以及致病性均显著降低。说明Fur基因作为A.veronii的全局调控因子，发挥着重要的作用，并对A.veronii致病机制的探索具有一定的推动作用，以期为防治A.veronii及其疫苗的研发提供理论依据。
维氏气单胞菌;Fur基因;生物学特性;转录组学
吉林农业大学
硕士
微生物学
董浩
2023
中文
R378
2023-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）