一株牛源溶酪巨型球菌致病性及全基因组特征分析

摘要

目的 本研究旨在研究1株牛源溶酪巨型球菌(Macrococcus caseolyticus,M.caseolyticus)的致病性和全基因组特征，挖掘该菌株的毒力和耐药相关基因。方法 在新疆石河子市某牛场中采集1例病死牛肺脏，从牛肺脏灌洗液中分离鉴定了1株牛源溶酪巨型球菌，在此基础上进行了药敏试验、动物感染试验；并通过Illumina的二代测序技术对该菌株进行全基因组框架图构建，构建多个管家基因同源进化树，对编码基因、重复序列、非编码RNA等进行预测，并在GO、KEGG、COG、NR和CAZy数据库对基因组的基本功能特征进行注释，结合NR数据库的注释和PHI、CARD数据库注释，明确其基因组中毒力因子、耐药性等相关基因。结果 从牛肺中成功分离到一株M.caseolyticus,通过感染兔子试验证实该菌株具有较强的致病性，病理切片结果显示兔子肺泡数量减少，大量炎性细胞渗出，肺泡囊增大，肺泡囊中充满渗出物，红细胞渗出，细支气管管壁塌陷。该菌经平均核苷酸相似度分类和系统发育树确定为溶酪巨型球菌，全基因组大小为2 209 314 bp, CG%含量为37.22%,平均长度为855 bp,编码2 304个基因；其中tRNA有58个、rRNA有8个、sRNA有1个；含有3条CRISPRs序列。在GO数据库中有1 028个基因得到注释，分别注释到分子功能、细胞组分和生物过程3大类；在KEGG数据库中共有1 420个编码基因得到注释；在COG数据库中，共注释有23种功能的1 961个基因；同时，在全基因组测序结果中发现51个毒力因子和对氨基糖苷类、β-内酰胺类和多肽类等抗生素的多种耐药基因，药物敏感性试验中菌株对测试的12类抗生素仅对磺胺类(复方新诺明)、林可霉素类(林可霉素)、青霉素类(氨苄西林)耐药。结论 本研究从病死牛肺脏中分离得到1株牛源溶酪巨型球菌并命名为SHZXbov7,该菌具有较强的致病性，含有多种毒力因子和耐药基因，菌株SHZXbov7的基因组测序和注释将丰富溶酪巨型球菌的基因数据库，为溶酪巨型球菌相关疾病的防控提供参考。

关键词

溶酪巨型球菌 / 耐药基因 / 毒力基因 / 基因组草图测序