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珊瑚病原弧菌快速检测与致病机制研究
Alternative TitleRapid diagnosis of coral pathogenic pathogen and its pathogenesis pathogen
杨艺滢
Thesis Advisor陈偿
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name硕士
Degree Discipline海洋生物学
Keyword鹿角珊瑚,裂珊瑚弧菌,转录组,微生物种群,毒力
Abstract随着全球气候变化及人类活动影响的加剧,全球珊瑚礁,包括我国南海的珊瑚礁都面临着严重退化。大量研究表明,由海水温度异常升高以及海水富营养化而导致珊瑚病害的暴发是珊瑚礁严重退化的重要因素之一。目前,关于珊瑚对病原感染的响应机制仍缺乏深入认识,这为珊瑚礁的保护和生态修复带来了严峻的挑战。为此,本论文以南海常见的鹿角珊瑚和流行病原菌为究的对象,开发珊瑚主要病原弧菌的快速检测技术,开展了裂珊瑚弧菌(Vibrio coralliilyticus)感染珊瑚的环境条件和宿主特异性研究,分析了感染过程中珊瑚微生物组和转录组的变化,研究了弧菌群体感应系统hapR基因对其致病力的影响,并获得了如下结果:1. 建立了四种病原弧菌的钙黄绿素-LAMP快速检测技术。结果表明,钙黄绿素-LAMP方法能特异的检测目标菌株而不与其他细菌发生交叉反应;对含靶基因重组质粒的最低检测限度为3.641×103 cps/mL,具有与荧光定量PCR等同的灵敏性和准确性,是常规PCR最低检测限度的千分之一;对海水样品中目标菌株的最低检测限度可达到1.3×102 CFU/mL。2. 用裂珊瑚弧菌Vc450感染佳丽鹿角珊瑚,在几个小时内珊瑚就开始出现白化,切片观察显示在22小时后组织完全崩溃,说明裂珊瑚弧菌感染会导致鹿角珊瑚的急性死亡。不同温度条件下测试裂珊瑚弧菌对佳丽鹿角珊瑚的感染能力,发现环境温度高于24℃不是裂珊瑚弧菌感染的必要条件,但是低温(22℃)下感染致死所需的剂量更高。3. 用裂珊瑚弧菌Vc450感染5种不同珊瑚,发现佳丽鹿角珊瑚、鹿角珊瑚I和箭排孔珊瑚可被感染和白化,而尖锐轴孔珊瑚和鹿角珊瑚II不能被感染,说明裂珊瑚弧菌Vc450具有宿主特异性,某些品种的珊瑚对该病原感染具有抗性。4. 对不同感染时期的鹿角珊瑚中的共附生微生物进行16S rDNA测序分析,结果发现,细菌种群多样性随着珊瑚感染进程而发生明显改变。对照组和感染组中均以变形菌门的相对丰度最高,但对照组中,健康珊瑚的微生物群落主要以变形菌门的弧菌科、假交替单胞菌科、河氏菌科、固氮菌科、海洋螺杆菌科、无形体科、弯曲菌科以及浮霉菌门的浮霉菌科等8个科的细菌为主,且各科菌群的相对丰度较为均匀;感染组中变形菌门的细菌多样性大大降低,主要以弧菌科,交替假单胞菌,河氏菌科和衣原体的西门坎氏菌科为主,而具有固氮作用的固氮菌科以及氨氧化作用的浮霉菌科等菌群多样性大大减少,其中弧菌(主要以裂珊瑚弧菌为主)迅速成为了优势菌群,其含量最高达80%以上。5. 对不同感染时期的鹿角珊瑚转录组进行比较分析,结果显示,珊瑚被感染后,大量基因表达发生显著变化,主要涉及细胞代谢、生物合成和应激应答等功能;KEGG分析发现差异表达基因主要集中在内吞作用,胞外基质-受体相互作用,Toll-样受体与NF-κB信号通路,MAPK信号通路和细胞凋亡等生理过程,结合组织病理结果推测裂珊瑚弧菌感染鹿角珊瑚时,可能激活了Toll-样受体,肿瘤坏死因子信号,生长因子酪氨酸激酶信号等通路,使得AP-1和EST等转录因子被激活,进而迅速上调金属基质蛋白酶等效应基因的表达,导致珊瑚组织的崩解。6. 成功构建了裂珊瑚弧菌群体感应系统泛调控基因hapR缺失株和回补株,表型测试结果表明,群体感应可影响裂珊瑚弧菌的菌落形态、细菌生长及生物膜的形成,但不影响细菌的运动性和鞭毛结构的形成;人工感染结果表明,HapR突变后菌株毒力增加,显示群体感应系统可能参与裂珊瑚弧菌毒力基因的表达调控。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18061
Collection学位论文(硕士)
Recommended Citation
GB/T 7714
杨艺滢. 珊瑚病原弧菌快速检测与致病机制研究[D]. 南海海洋研究所,2018.
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