基于基因组条形码可视化的分枝杆菌的分子进化的初步研究

发布时间：2017-10-01 11:27

  本文关键词：基于基因组条形码可视化的分枝杆菌的分子进化的初步研究

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【摘要】：近年来，随着分枝杆菌多重耐药菌株的产生、人口的频繁流动、人类免疫缺陷病毒感染人数的增多等原因，使结核病的发病人数居高不下，而且不断有环境中非结核分枝杆菌感染人的病例爆发。同时，由于非结核分枝杆菌感染的临床表现和影像学与结核病非常相似，很难进行鉴别诊断。再加上大多数非结核分枝杆菌对抗结核药物的天然耐药性，使得监测分枝杆菌的分子流行情况刻不容缓，寻找科学有效的分枝杆菌进化研究方法迫在眉睫。准确的分枝杆菌的分子进化研究对于分枝杆菌的传播动力学、病原菌的鉴定及实时监测等方面的研究具有非常重要的理论意义和应用价值。 本研究应用基因组条形码可视化技术，应用生物信息计算的方法将基因组进行可视化注释，设定W(Windows)=1000bp，k(k-mer)=4，将其以“条形码”样展示出来，筛选既具有多态性又相对保守性的基因，作为分子分型的条形码基因。通过该技术共筛选出三个基因，分别是Rv0279c、Rv3508、Rv3514，并将16S rRNA与筛选出的基因一起作为DNA条形码应用Mega5.05软件构建分枝杆菌菌株的系统进化树，对已测序的17株分枝杆菌进行分子分型，包括12株结核分枝杆菌复合群中的菌株、3株非结核分枝杆菌和2株麻风分枝杆菌，并通过Pfam_Scan和Blast2GO数据库对筛选出的三个基因进行功能研究。在此基础上，收集了5份结核病的临床标本（来自长春市传染病医院），用罗氏培养基进行培养，提取基因组DNA，对三个基因设计引物，5份临床标本分别进行三个基因的PCR及测序，从而计算突变率。 结果显示，所筛选出的三个基因Rv0279c、Rv3508、Rv3514具有相对保守的区域，，在临床菌株方面也得到了验证。同时，三个基因又富含变异区，用16SrRNA与三个基因可作为基因条形码区分17株分枝杆菌。通过对三个基因的功能分析显示，三个基因所编码的蛋白均与毒力有关，且都属于PE/PPE家族蛋白，Rv0279c参与宿主铁代谢的调控，Rv3508参与氧化应激，Rv3514是细胞表面分泌蛋白ESX家族的成员之一。从全基因组海量信息中筛选出的三个基因为我们研究结核分枝杆菌的分子进化带来了新的认识与理解。从临床标本突变率的计算结果可以得出所筛选的三个基因具有较高的多态性，有利于进行分子进化研究。
【关键词】：结核分枝杆菌 非结核分枝杆菌 基因组条形码 k-mer 进化树
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R378.91
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-9
• 英文缩写词表9-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 分枝杆菌流行病学概况10-14
• 1.1.1 分枝杆菌概述10-11
• 1.1.2 流行病学研究11-14
• 1.2 分枝杆菌分型方法研究14-17
• 1.2.1 IS6110-RFLP14-15
• 1.2.2 Spoligotyping15-16
• 1.2.3 VNTR16-17
• 1.3 基因组条形码研究17-19
• 第2章 分枝杆菌的进化分析及实验研究19-33
• 2.1 分枝杆菌的进化研究19-24
• 2.1.1 材料与方法19-21
• 2.1.2 结果21-24
• 2.2 实验研究24-33
• 2.2.1 实验材料24-25
• 2.2.2 实验方法25-30
• 2.2.3 结果30-33
• 第3章 讨论33-37
• 第4章 结论37-38
• 参考文献38-44
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果44-45
• 致谢45

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈启亮,陈亮,尹建军;含左氧氟沙星及卷曲霉素方案治疗耐多药肺结核近期疗效分析[J];中华结核和呼吸杂志;2003年08期

2 刘敬华,万康林,成诗明;结核分支杆菌株水平鉴定技术及其研究进展[J];中华流行病学杂志;2003年12期

本文编号：953227