斯氏弓形杆菌基于基因组序列遗传特征分析

周贵兰; 王园园; 顾一心; 李颖; 鞠长燕; 王佳奇; 王海瑞; 陈晓丽; 段永翔; 张茂俊

引用本文: 周贵兰, 王园园, 顾一心, 李颖, 鞠长燕, 王佳奇, 王海瑞, 陈晓丽, 段永翔, 张茂俊. 斯氏弓形杆菌基于基因组序列遗传特征分析[J]. 疾病监测. shu

Citation: Guilan Zhou, Yuanyuan Wang, Yixin Gu, Ying Li, Changyan Ju, Jiaqi Wang, Hairui Wang, Xiaoli Chen, Yongxiang Duan and Maojun Zhang. Analysis on genetic characteristics of Arcobacter skirrowii based on whole genome sequence[J]. Disease Surveillance. shu

斯氏弓形杆菌基于基因组序列遗传特征分析

周贵兰 ^{1

,} ,
王园园 ² ,
顾一心 ¹ ,
李颖 ² ,
鞠长燕 ³ ,
王佳奇 ¹ ,
王海瑞 ¹ ,
陈晓丽 ¹ ,
段永翔 ³ ,
张茂俊 ^{1

,

,}

1.
中国疾病预防控制中心传染病预防控制所，传染病预防控制国家重点实验室，北京 102206
2.
北京市顺义区疾病预防控制中心，北京 101300
3.
深圳市南山区疾病预防控制中心，广东深圳 518054

作者简介: 周贵兰，女，安徽省六安市人，在读硕士研究生，主要从事弯曲菌及弓形杆菌基因组分析相关工作，Email：1194524845@qq.com;

通信作者: 张茂俊, zhangmaojun@icdc.cn

基金项目: 深圳市“医疗卫生三名工程”引进高层次医学团队项目（No. SZSM201803081）

摘要: 目的获得斯氏弓形杆菌的遗传特征，并对其耐药基因及毒力相关基因进行预测分析。方法对本实验室分离培养的8株斯氏弓形杆菌进行基因组测序并从NCBI和PATRIC数据库中下载全部已完成基因组测序的15株斯氏弓形杆菌的全基因组序列，应用生物信息学软件对23株不同地域、不同宿主来源的斯氏弓形杆菌进行遗传特征分析。结果23株斯氏弓形杆菌中仅3株菌携带耐药基因，且均为β-内酰胺类抗生素耐药基因。所有菌株均含有与免疫逃避、侵袭及运动等相关的毒力基因。对其他菌种弓形杆菌常见的10种毒力基因比对分析发现，本研究中所有斯氏弓形杆菌菌株均含有ciaB、tlyA、cj1349、pldA和mviN基因，2株菌（CNAS12-1和F28）含有iroE基因，均不携带另外4种毒力基因。 21.7%（5/23）的菌株包含Ⅵ型分泌系统（T6SS）基因簇，且其与弯曲菌属内的T6SS存在基因组成及排列的差异。结论斯氏弓形杆菌有较高的遗传多样性，部分菌株可能有潜在的耐药和致病特征。

关键词:

English

Analysis on genetic characteristics of Arcobacter skirrowii based on whole genome sequence

1.
State Key Laboratory for Infectious Disease Prevention and Control, Collaborative Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases, National Institute for Communicable Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China
2.
Shunyi District Center for Disease Control and Prevention, Beijing 101300, China
3.
Nanshan Center for Disease Control and Prevention, Shenzhen 518054, Guangdong, China

Corresponding author: Maojun Zhang, zhangmaojun@icdc.cn

Received Date: 2020-10-19
Available Online: 2020-12-30
Fund Project: This study was supported by the foundation of Sanming Medical Science Project of Shenzhen (No. SZSM201803081)

Abstract: ObjectiveTo understand the genetic characteristics of Arcobacter skirrowii from different sources and hosts and analyze their antibiotic resistance and virulence associated genes.MethodsBioinformatics software was used for the comparative analysis on the whole genome sequences of 8 A. skirrowii strains isolated in our laboratory and the whole genome sequences of 15 A. skirrowii strains from NCBI and PATRIC database.Resultsbla_OXA-464 was the only identified antibiotic resistance gene in 3 A. skirrowii strains. All the strains contained immune invasion, evasion and motility-related virulence genes. Compared with the 10 virulence genes identified in other Arcobacter, the virulence genes, ciaB, tlyA, cj1349, pldA and mviN were found in all of the tested strains. iroE was identified only in two strains (CNAS12-1 and F28), no other 4 virulence genes were found. Type VI secretion system (T6SS) gene cluster was found in 21.7% (5/23) of the tested strains, which had differed genetic constitution and arrange compared with T6SS of other Arcobacter.ConclusionA. skirrowii showed high genetic diversity, and some strains might have potential drug resistance and pathogenic characteristics.

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图 1 23株斯氏弓形杆菌毒力基因携带情况

Figure 1. Virulence gene carrige in 23 A. skirrowii strains

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图 2 T6SS基因簇在斯氏弓形杆菌和结肠弯曲菌中的分布

Figure 2. Distributions of T6SS gene cluster in A. skirrowii and C. coli

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图 3 斯氏弓形杆菌基于核心基因组SNPs的系统发育树

Figure 3. Phylogenetic tree of A. skirrowii based on SNPs

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表 1 23株斯氏弓形杆菌基因组基本信息

Table 1. Basic information about genome of 23 A. skirrowii strains

菌株名称	Scaffolds数（个）	基因组大小（bp）	（G＋C）含量（%）	分离来源	分离国家	GenBank number
17-1201-3	145	1 911 580	27.68	鸭粪	德国	QEYG01000000
17-1201-4	36	1 938 135	27.58	家禽粪便	德国	QEYH01000000
17-1206-2	32	1 937 841	27.58	家禽粪便	德国	QWFE01000000
17-1208-1	38	1 940 182	27.62	家禽粪便	德国	QWFD01000000
17-1208-2	34	1 935 074	27.66	家禽粪便	德国	NZ_QEYI00000000
v	34	1 935 074	27.66	家禽粪便	德国	QEYI01000000
L402	51	1 867 477	27.77	鸡粪	加拿大	LRUW00000000
L403	36	1 807 186	27.8	水	加拿大	LRUX00000000
L404	83	1 870 219	27.95	水	加拿大	LRUY00000000
L405	41	1 728 555	28.01	水	加拿大	LRUZ00000000
NCTC12713	4	1 973 136	27.73	粪便	英国	UIGC01000000
A2S6	1	1 877 752	27.84	奶制品	英国	CP034309
LMG6621	62	1 973 791	27.65	动物粪便	英国	NXIC01000000
CCUG10374	1	1 969 846	27.75	羔羊粪便	英国	CP032099
F28	110	1 814 999	27.84	野猪	西班牙	PDJT01000000
CNAS01-1	7	1 809 359	27.78	羊粪	中国	无
CNAS01-2	21	1 946 796	27.58	羊粪	中国	无
CNAS02-1	10	1 794 826	27.75	羊粪	中国	无
CNAS03-1	15	1 832 305	27.75	羊粪	中国	无
CNAS05-1	12	1 733 962	27.94	羊粪	中国	无
CNAS10-1	8	1 777 985	27.9	羊粪	中国	无
CNAS12-1	14	1 858 496	27.65	羊粪	中国	无
ICDCAS19	1	1 933 866	27.85	鸡肉	中国	无

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图(3)表(1)

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通信作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

斯氏弓形杆菌基于基因组序列遗传特征分析

作者简介: 周贵兰，女，安徽省六安市人，在读硕士研究生，主要从事弯曲菌及弓形杆菌基因组分析相关工作，Email：1194524845@qq.com;

通信作者: 张茂俊, zhangmaojun@icdc.cn

English

Analysis on genetic characteristics of Arcobacter skirrowii based on whole genome sequence

Corresponding author: Maojun Zhang, zhangmaojun@icdc.cn

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通信作者: 陈斌, bchen63@163.com