希瓦氏菌、沙门氏菌和噬菌体T5的全基因组测序与分析

论文摘要

我们测序和分析了一株从深海中分离的耐冷耐压希瓦氏菌Shewanella sp.wp3、一株具有高度致病性和抗药性的人猪致病沙门氏菌Salmonella Enterica Serovar Choleraesuis SC-B67和一株以肠道细菌为宿主的噬菌体bacteriophage T5的全基因组,它们都是来自于或侵染gamma变形菌纲的物种。Shewanella sp.wp3基因组由5,396,476个碱基对（bp）组成,共有4,944个开放阅读框（ORF）。我们将S.sp.wp3基因组和一株分离自温暖湖里的希瓦氏菌Shewanella oneidensis的基因组进行了比较。结果表明S.sp.wp3基因组显著地扩张过,它包括了更多的与各种代谢途径相关的基因,而可移动的原件则相对较少。基因的复制是造成这种扩张的最主要原因,因为我们在基因组中没有找到很明显的基因横向转移的迹象,但是却找到证据表明正在进行中的基因复制事件的发生。基因组的这种扩张被认为是对极端环境的一种适应,因为它为细菌带来了更多的选择,帮助细菌渡过各种难关。我们的分析结果为将来更好地理解希瓦氏菌的生物学和进化提供了框架,也为深入研究深海中的生命,尤其是深海细菌提供了指导。 S.Choleraesuis SC-B67基因组和其它已经测序的沙门氏菌的基因组十分相似。通过在基因组水平对三株已测序的沙门氏菌比较发现,与S.Typhimurium LT2相比,S.Choleraesuis SC-B67和S.Typhi CT18具有更多的删除事件的发生。S.Choleraesuis具有151个假基因,其中由那些与细菌趋向相关的信号转导途径中转变而来的假基因的比例,在这三株已测序的沙门氏菌基因组中是最多的。在这些基因中的突变将会导致细菌能更加自由地游动,使得它们得以更有效地与宿主细胞发生作用而形成侵染。一个TetR/AcrR家族中调控基因acrR由于在其基因中产生了终止密码子而失去了活性,导致与环丙沙星抗性相关的基因AcrAB的过量表达。基因的横向转移为不同血清型的沙门氏菌在宿主中不断开辟新的生存空

论文目录

• 1 文献综述
• 1.1 微生物基因组学
• 1.1.1 微生物基因组学的发展历史
• 1.1.2 微生物基因组学现状及研究内容
• 1.1.3 微生物基因组学的意义与展望
• 1.2 深海耐压耐冷希瓦氏菌
• 1.2.1 Shewanella sp.wp3的生物学特性
• 1.2.2 研究S.sp.wp3的意义及应用
• 1.3 猪霍乱沙门氏菌
• 1.3.1 Salmonella Enterica Serovar Choleraesuis SC-B67的生物学特性
• 1.3.2 研究S.Choleraesuis SC-B67意义及应用
• 1.4 噬菌体T5
• 1.4.1 噬菌体T5的生物学特性
• 1.4.2 研究噬菌体T5的意义及应用
• 2 材料与方法
• 2.1 基因组测序和拼接
• 2.1.1 S.sp.wp3基因组的测序和拼接
• 2.1.2 S.Choleraesuis SC-B67基因组的测序和拼接
• 2.1.3 Bacteriophage T5基因组的测序和拼接
• 2.2 比较基因组学与生物信息学分析
• 2.2.1 S.sp.wp3基因组分析
• 2.2.2 S.Choleraesuis SC-B67基因组分析
• 2.2.3 Bacteriophage T5基因组分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 S.sp.wp3基因组
• 3.1.1 基因组的基本特性
• 3.1.2 基因的功能分类
• 3.1.3 基因复制和丢失
• 3.1.4 S.sp.wp3特有的基因
• 3.1.5 S.oneidensis特有的基因
• 3.1.6 小结
• 3.2 S.Choleraesuis SC-B67基因组
• 3.2.1 基因组的基本特性
• 3.2.2 基因组之间的比较
• 3.2.3 假基因
• 3.2.5 致病岛
• 3.2.6 抗药性及抗药质粒
• 3.2.7 致病质粒的比较和重注释
• 3.2.7 小结
• 3.3 Bacteriophage T5基因组
• 3.3.1 基因组的基本特性
• 3.3.2 基因分析及T5复制周期
• 3.3.3 启动子及其强度和对转录的调控
• 3.3.4 重复序列及两步转移
• 3.3.5 核酸内切酶及缺刻一致序列
• 3.3.6 蛋白质家族及结构域
• 3.3.7 DNA代谢和复制
• 3.3.8 噬菌体比较基因组及进化
• 4 结束语
• 5 参考文献
• 6.原创文章、著作列表