几种临床常见致病菌的全基因组序列测定及分析

发布时间：2017-09-06 13:02

  本文关键词：几种临床常见致病菌的全基因组序列测定及分析

  更多相关文章： 耐药菌 全基因组测序 高通量测序

【摘要】：近年来,随着临床上抗生素的广泛使用耐药菌株的出现,细菌的抗生素耐药和寻找新的药物作用靶位点日益成为一个国际性课题,美国疾病控制和预防中心(CDC)和世界卫生组织(WHO)在各自的调查报告中一致认为在可以预见的未来细菌耐药将是人类公共健康领域最具威胁的一方面。在国内,临床上多重耐药、广泛耐药和全耐药的菌株不断被发现且日益增多,为细菌所致感染的治疗带来了严峻的挑战；细菌全基因组测序可以应用于临床细菌感染的检测、细菌耐药等研究,随着测序技术尤其第二代测序技术的快速发展,细菌全基因组测序成本的降低和测序时间的缩短,为细菌导致的院内感染提供了新的研究方法和工具。本研究为了探究我国临床常见致病菌的基因组结构、组成以及耐药信息,为临床上细菌诊断与感染后用药提供指导；利用第二代测序技术Ion TorrentPGM或Illumina Hiseq2500测序平台结合PacBio RSII第三代测序平台,获取从临床分离得到的常见致病菌的全基因组序列信息,并利用生物信息学方法对基因组进行常规信息学分析,此外对阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)进行了耐药基因分析等个性化分析。试验所用细菌均来自协和医院检验科,主要有阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)(接收号：CP014993)、鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CGl)、铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CGl)、金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1);通过Ion Torrent PGM测序平台或Illumina Hiseq2500测序平台与PacBio RSII测序平台获得全基因组的完成图,阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)基因组大小为4,648,696bp, GC含量为55.76%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有4790编码基因：鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CG1)基因组大小为3,934,081bp, GC含量为39.11%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有3718个基因；铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CG1)基因组大小为6,455,664bp, GC含量为66.42%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有5911个基因；金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1)基因组大小为2,779,781bp, GC含量为32.91%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有2561个基因；本实验还对阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)进行Biolog耐药检测试验和从基因水平进行细菌耐药的预测等,阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)对新生霉素、多黏菌素、羧苄青霉素高度敏感,对新霉素、卡那霉素、头孢菌素等具有耐药性；通过与ARDB数据库比对,阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)基因组中有52个基因与细菌的耐药相关,这些基因包括qnrB、gyrA等。
【关键词】：耐药菌 全基因组测序 高通量测序
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R440;R378
【目录】：

• 中文摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 引言10-20
• 1.1 细菌导致院内感染及耐药现状10-11
• 1.2 我国细菌引起的院内感染及耐药现状11-13
• 1.3 细菌的耐药机制与基因间的关系13
• 1.4 基因组测序在细菌临床检测及耐药研究中的应用13-18
• 1.4.1 测序技术简介14-16
• 1.4.2 全基因组测序在细菌鉴定、耐药、新药研发的应用16-18
• 1.4.3 各国微生物基因组计划18
• 1.5 本章小结18-19
• 1.6 本文研究内容19-20
• 第二章 实验材料与方法20-46
• 2.1 实验材料20-22
• 2.1.1 主要实验设备20-21
• 2.1.2 主要实验试剂21-22
• 2.2 实验方法22-46
• 2.2.1 细菌培养、冻存、复苏22-23
• 2.2.2 细菌基因组提取及16s rDNA鉴定23
• 2.2.3 BioLog菌种鉴定23-24
• 2.2.4 BioLog细菌药物敏感性检测24-25
• 2.2.5 Ion Torrent文库构建25-28
• 2.2.6 Ion Torrent测序准备试验28-35
• 2.2.7 Hiseq文库构建35-38
• 2.2.8 Hiseq测序准备试验38-39
• 2.2.9 PacBio文库构建39-44
• 2.2.10 PacBio测序准备试验44
• 2.2.11 数据分析44-45
• 2.2.12 PCR验证基因组序列45-46
• 第三章 实验结果46-79
• 3.1 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)46-63
• 3.1.1 核酸提取及16s rDNA鉴定46-47
• 3.1.2 BioLog菌种鉴定47-49
• 3.1.3 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)BioLog药敏检测结果49-55
• 3.1.4 Ion torrent文库建立55
• 3.1.5 Ion torrent高通量测序结果55-56
• 3.1.6 Ion Torrent测序结果拼接及PCR测序56-61
• 3.1.7 PacBio文库建立61-62
• 3.1.8 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)PacBio测序结果62-63
• 3.2 铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CG1)63-67
• 3.2.1 核酸提取及16s rDNA鉴定63-64
• 3.2.2 BioLog菌种鉴定64-65
• 3.2.3 Ion torrent文库建立65-66
• 3.2.4 Ion torrent高通量测序结果66
• 3.2.5 PacBio文库建立66-67
• 3.2.6 铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CG1)PacBio测序结果67
• 3.3 鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CG1)67-73
• 3.3.1 核酸提取及16s rDNA鉴定67-69
• 3.3.2 BioLog菌种鉴定69-70
• 3.3.3 Hiseq文库建立70-71
• 3.3.4 Hiseq高通量测序结果71-72
• 3.3.5 PacBio文库建立72
• 3.3.6 鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CG1)PacBio测序结果72-73
• 3.4 金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1)73-79
• 3.4.1 核酸提取及16s rDNA鉴定73-74
• 3.4.2 BioLog菌种鉴定74-75
• 3.4.3 Hiseq文库建立75-76
• 3.4.4 Hiseq高通量测序结果76
• 3.4.5 PacBio文库建立76-77
• 3.4.6 金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1)PacBio测序结果77-79
• 第四章 数据分析79-97
• 4.1 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)79-88
• 4.1.1 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)基因组基本信息79
• 4.1.2 基因组基本结构79-80
• 4.1.3 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)进化分析80-83
• 4.1.4 一般生物信息学分析83-85
• 4.1.5 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)(ARDB)耐药基因注释85-87
• 4.1.6 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)BioLog耐药分析87-88
• 4.2 铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CG1)88-91
• 4.2.1 铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CG1)基因组基本信息88-89
• 4.2.2 基因组基本结构89
• 4.2.3 一般生物信息学分析89-91
• 4.3 鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CG1)91-94
• 4.3.1 鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CG1)基因组基本信息91
• 4.3.2 基因组基本结构91-92
• 4.3.3 一般生物信息学分析92-94
• 4.4 金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1)94-97
• 4.4.1 金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1)基因组基本信息94
• 4.4.2 基因组基本结构94
• 4.4.3 一般生物信息学分析94-97
• 第五章 讨论97-103
• 5.1 基于生化反应的Biolog菌种鉴定结果与基于保守基因鉴定结果差异分析97-98
• 5.2 阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)的耐药分析结果讨论98-99
• 5.3 应急检测中基因组测序策略选择99-103
• 参考文献103-110
• 发表文章110-111
• 致谢111-112
• 附录112-131

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本文编号：803267