循环水养殖系统中ISCR2介导的多重耐药性

发布时间：2020-10-27 00:13

　　 自20世纪中叶起,水产养殖业迅速发展,成为世界范围内食品领域增长最快的行业。然而,在养殖过程中,细菌性疾病的频发是影响水产品产量品质的主要因素。为了控制病害,人类施用了大量抗生素,进而造成了细菌耐药性的发展。故此,对于养殖系统而言,研究细菌耐药的传播机制至关重要。本课题主要针对于时下流行的循环水养殖系统展开研究,课题以ISCR2元件为研究对象,通过解析循环水养殖系统这一环境中ISCR2分布状况,分析ISCR2在环境细菌与病原菌之间的转移规律,以揭示ISCR2在耐药发展中的作用。课题研究对象为爆发过石斑鱼腐皮病的循环水养殖系统,在交替施用渔业常用抗生素氟苯尼考及诺氟沙星后,病症并未能有效控制。基因扩增及重测序结果显示,floR基因是引发系统中氟苯尼考耐药性的主要原因且位于ISCR2下游。MIC结果显示,携带有ISCR2基因的分离菌耐药菌比例更高。数据库统计结果显示,90%的ISCR2基因下游发现有sul2基因。对样品中携带有ISCR2基因的菌进行结构扩增结果显示,ISCR2基因与strB,strA,sul2,tet A,tet31,mph-like及mef七种抗生素耐药基因相连,形成五种不同的结构,并且这五种结构在数据库中均有发现,且多数为病原菌。针对上述七种耐药基因及ISCR2基因进行定量检测,结果显示,floR,strA,strB,sul2,tet(31)及tetA基因的丰度变化与ISCR2基因具有正相关性。依据上述结果,我们可得到如下结论:1)ISCR2元件上携带有多种耐药基因,形成多种结构,同一种结构在多株不同种属菌中均有发现。并且在环境微生物中发现的结构,在病原菌中亦有存在。参与介导诸如链霉素类,氯霉素类,四环素类,大环内酯类,磺胺类等多种耐药基因的水平转移。2)在此循环水养殖系统中,ISCR2元件介导了多种渔业常用抗生素耐药基因的传播,导致了细菌耐药的发展,严重影响了病害的防治工作。3)ISCR2下游连接有sul2基因,并且此结构较为保守。其可能以ISCR2基因为上游,sul2基因为下游,中间连接有多个耐药基因,从而形成一个独立的移动单元,以介导多种抗生素耐药基因的传播。4)ISCR2基因广泛分布于多个种属菌中,其中,以病原菌为主,且环境菌中亦有发现。其可能是介导人体病原菌及环境微生物耐药库的潜在桥梁,引发细菌耐药性在人体及养殖业中的交叉污染,为未来人类使用抗生素治疗细菌性疾病埋下了巨大的隐患。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S941
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 抗生素在水产养殖中的使用
    1.2 抗生素与细菌耐药
        1.2.1 抗生素作用机制
        1.2.2 细菌耐药机制
        1.2.3 细菌耐药性的遗传学机制
    1.3 耐药基因的水平传播
        1.3.1 质粒
        1.3.2 转座子
        1.3.3 整合子
    1.4 ISCR2移动元件
        1.4.1 ISCR的发现
        1.4.2 ISCR的特点
        1.4.3 ISCR2简介
    1.5 研究目的和意义
第二章 循环水养殖系统中ISCR2基因与细菌耐药性的研究
    2.1 试验材料
        2.1.1 样品采集及细菌分离
        2.1.2 主要仪器设备及试剂
    2.2 试验方法
        2.2.1 准备试验及通用试验
        2.2.2 水样中可培养耐药菌比例测定
        2.2.3 病鱼病灶可培养菌的分离及鉴定
        2.2.4 病鱼病灶分离菌中氟苯尼考耐药基因的检测
        2.2.5 酚氯仿异戊醇法提取Vibrio sp. L-85基因组DNA
        2.2.6 Vibrio sp. L-85基因组DNA测序
        2.2.7 病鱼病灶分离菌ISCR2基因检测
        2.2.8 病鱼病灶分离菌中耐药菌比例测定
    2.3 试验结果
        2.3.1 水样中可培养耐药菌的比例
        2.3.2 病鱼病灶分离菌的 16S rRNA鉴定
        2.3.3 病鱼病灶分离菌氟苯尼考耐药基因检测
        2.3.4 Vibrio sp. L-85基因组DNA测序结果
        2.3.5 病鱼病灶分离菌中ISCR2基因的分布
        2.3.6 病鱼病灶分离菌抗生素耐药菌比例
    2.4 讨论
第三章 ISCR2元件分布情况及结构多样性的研究
    3.1 试验材料
        3.1.1 样品及菌株来源
        3.1.2 主要仪器设备及试剂
    3.2 试验方法
        3.2.1 准备试验及通用试验
        3.2.2 病鱼病灶分离菌ISCR2基因检测
        3.2.3 mph-like基因功能验证
        3.2.4 携带mph-like基因的病灶分离菌MIC鉴定
        3.2.5 水样中相关耐药基因定量试验
    3.3 试验结果
        3.3.1 数据库中ISCR2结构的多样性
        3.3.2 病灶分离菌中ISCR2结构的多样性
        3.3.3 mph-like基因的功能验证
        3.3.4 水样中抗生素基因及ISCR2的相关性
    3.4 讨论
第四章 总结与讨论
参考文献
附录
致谢
作者简介

【参考文献】

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本文编号：2857725