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一株肉牛源致病肺炎克雷伯菌的分离鉴定

李嫣然, 苟丽萍, 任志华, 马晓平, 张欣怡, 左之才

李嫣然, 苟丽萍, 任志华, 等. 一株肉牛源致病肺炎克雷伯菌的分离鉴定[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(1): 54-61. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201902008
引用本文: 李嫣然, 苟丽萍, 任志华, 等. 一株肉牛源致病肺炎克雷伯菌的分离鉴定[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(1): 54-61. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201902008
Yanran LI, Liping GOU, Zhihua REN, et al. Isolation and Identification of a Pathogenic Klebsiella pneumoniae Strain from Beef Cattle[J]. JOURNAL OF YUNNAN AGRICULTURAL UNIVERSITY(Natural Science), 2020, 35(1): 54-61. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201902008
Citation: Yanran LI, Liping GOU, Zhihua REN, et al. Isolation and Identification of a Pathogenic Klebsiella pneumoniae Strain from Beef Cattle[J]. JOURNAL OF YUNNAN AGRICULTURAL UNIVERSITY(Natural Science), 2020, 35(1): 54-61. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201902008

一株肉牛源致病肺炎克雷伯菌的分离鉴定

基金项目: 四川省科技计划项目(2018NZ0002);国家重点研发计划项目(2018YFD0501800);国家现代农业产业技术体系四川肉牛创新团队项目(035Z2036)
详细信息
    作者简介:

    李嫣然(1998—),女,河南周口人,在读本科生,主要从事临床兽医学研究。E-mail: 631629740@qq.com

    通信作者:

    左之才(1974—),男,四川宜宾人,博士,教授,主要从事草食家畜动物疾病、宠物疾病的防控技术研究。E-mail: zzcjl@126.com

  • 中图分类号: S 852.61

摘要:
目的 确定导致某牛场牛呼吸系统疾病并引起急性死亡的病原。
方法 采集病牛鼻液样品并从中分离出1株优势菌株,进而对分离菌株进行形态鉴定、生化鉴定、16S rRNA鉴定、小鼠接种试验以及耐药性分析。
结果 分离菌镜检为革兰氏阴性球杆菌;除精氨酸双水解试验呈阳性外,其他生化特性均与肺炎克雷伯菌相符合;其16S rRNA序列与GenBank中肺炎克雷伯菌株之间的同源性均达 99%。因此,可将分离菌确定为肺炎克雷伯菌,并将其命名为7Y-1。在小鼠接种试验中,用1.01×108 CFU/mL菌液腹腔注射8只SPF级昆明鼠(0.2 mL/只),16~36 h内小鼠全部(8/8)死亡。剖检见肺、肝、脾和肾等多个组织器官充血肿大,肠道积气积液、部分肠段充血、肿胀;组织学观察可见肺、肝、脾淤血、出血、肾小球肾炎变化;药敏试验结果显示:分离菌株对人医常用碳青霉烯类的亚胺培兰、美罗培兰、氨基糖苷类的阿米卡星以及磺胺类的磺胺异噁唑等抗生素耐药,对兽医临床常用的头孢曲松、头孢西丁、头孢唑林、卡那霉素、庆大霉素和氟苯尼考等抗生素高度敏感。
结论 本试验从病牛分离到对小鼠强致死性的肺炎克雷伯菌株具有特殊耐药性,表明该菌可能为引起该肉牛呼吸道感染发病,甚至引起死亡的主要病菌或继发性感染菌,应引起高度重视。

 

Isolation and Identification of a Pathogenic Klebsiella pneumoniae Strain from Beef Cattle

Abstract:
Purpose To determine the pathogen causing respiratory diseases and acute death of cattle in a cattle farm.
Method Samples of sick cows nasal fluid were collected and a dominant strain was isolated. The isolated strain was further identified by morphological identification, biochemical identification, 16S rRNA identification, mice inoculation test and drug resistance analysis.
Result The isolated bacteria were gram negative coccobacteria under microscopic examination. Except that arginine double hydrolysis test showed positive, other biochemical characteristics were consistent with Klebsiella pneumoniae. The homology between 16S rRNA sequence and K. pneumoniae strain in GenBank is 99%. Therefore, the isolated bacteria can be identified as K. pneumoniae and named 7Y-1. In the mice inoculation test, eight SPF-KM mice (0.2 mL/mouse) were intraperitoneally injected with 1.01×108 CFU/mL bacterial solution, the mice all (8/8) died within 16-36 h. Section examination of lung, liver, spleen, kidney and other tissues and organs congestion swelling, intestinal gas and fluid, part of intestinal congestion, swelling; histological observation showed lung, liver congestion, spleen congestion hemorrhage and glomerulonephritis changes; the drug sensitivity test results showed that the isolated strains were resistant to carbapenems, imipenem, meropenem, aminoglycoside amikacin and sulfamethoxazole, and were highly sensitive to antibiotics commonly used in veterinary clinic, such as ceftriaxone, cefoxitin, cefazolin, kanamycin, gentamicin and florfenicol.
Conclusion K. pneumoniae was isolated from the infected cattle and was highly lethal to mice, and had special drug resistance, indicating that the bacteria might be the main bacteria or secondary infection bacteria that caused the respiratory infection of the beef cattle, or even death, which should be paid high attention to.

 

  • 宣和猪是为了满足日益增长的优质猪肉市场需求和解决宣威火腿产业优质原料长期不足的问题而培育的新品种。该品种较好地集中了地方猪种乌金猪适应性强、耐粗饲、肉质优良及引进猪种长白猪生长快、生产效率高的优良特性,以其鲜腿为原料腌制的宣威火腿品质突出,优质高效特征明显。鉴于DNA分子标记辅助选择在猪主要经济性状遗传改良上的潜在优势,对一些可能影响猪主要经济性状的基因开展系统研究尤为重要。脂肪分化相关蛋白(adipose differentiation related protein, ADRP/PLIN2)属于PAT蛋白家族成员。1992年,JIANG等[1]采用差别杂交技术,从1246脂肪细胞中分离得到PLIN2蛋白。PLIN2存在于脂肪分化的前期,是脂滴表面的结构蛋白[2],主要通过阻断脂肪细胞甘油三酯水解酶与脂滴表面的接触,实现对脂滴的生理屏障功能[3]。据报道,PLIN2基因的表达受过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR)、蛋白激酶C (protein kinase C, PKC)、胆固醇酰基转移酶1 (Acy1 Coenzyme A: Cholesterol Acyltransferases1, ACAT1)和中性胆固醇酯水解酶(neutral cholesteryl ester hydrolase, nCEH)等蛋白分子的调控;PLIN2可在外界信号的刺激下,通过PKC和PPARr两种途径合成脂滴;在脂滴形成初期PLIN2大量表达于脂滴表面、协同其他相关分子共同促进脂滴的形成,而在脂滴成熟后PLIN2发生分解被PLIN1所替代[4]。SCHULTZ等[5]研究发现:PLIN2 mRNA和蛋白在鼠肺组织中的发育性表达伴随着肺组织中甘油三酯的沉积;CHANG等[6]研究发现:敲除PLIN2基因的小鼠,其脂肪组织分化和脂解并没有发生改变,而肝甘油三酯的储存量减少了60%,且对食物引起的脂肪肝有抗性;在人上的研究发现:PLIN2具有促进脂肪酸摄入和脂滴内甘油三酯存储的功能,被确定为人类骨骼肌上的脂滴标记[7]。此外,研究发现PLIN2参与肌细胞、肝细胞、乳腺细胞和卵母细胞等体内多种细胞的脂质代谢[8-10],因此,有学者认为其为非脂肪细胞的脂质积累标志。

    猪的PLIN2基因位于1号染色体上,全长23.088 kb,包含9个外显子和8个内含子。DAVOLI等[11]对5个品种猪PLIN2基因的SNP进行了检测,检出6个新的SNP位点,其中位于3′端非翻译区(untranslated region, UTR)的g.98G>A位点与意系杜洛克猪的平均日增重、料重比、胴体瘦肉率和后腿重的估计育种值(estimated breeding value, EBV)显著关联(P<0.01)。基于PLIN2基因可能存在的遗传效应,GOL等[12]研究了PLIN2基因对猪生长速度、胴体及肉质性状间的关联,结果进一步证实PLIN2基因3′-UTR g.98G>A的A等位基因具有显著提高猪胴体瘦肉重和后腿重的效应,并提出PLIN2基因是猪瘦肉生长的1个可用标记。钟婷婷等[13]研究发现:猪PLIN2基因的表达量与心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因多态性相关联。

    迄今为止,有关猪PLIN2基因多态性对生长性状影响的研究报道仍不多见,已有研究基本集中在3′-UTR的g.98G>A位点上。基于PLIN2的生理功能及前人研究结果,本研究以PLIN2基因作为宣和猪生长性状的候选基因,对其5′-UTR和3′-UTR的SNP位点进行检测,并分析各变异位点与生长性状的关联,以揭示相应SNP位点的具体效应,为利用分子标记信息促进宣和猪的进一步选育提供一定的基础和依据。

    所用的357头宣和猪(♂246头,♀111头)来自宣威市海河良种猪扩繁场。试验猪群系谱清楚、健康状况良好、生长发育正常。每头猪采集约2 g耳组织样,装入盛有75%乙醇的冻存管中,带回实验室储于−80 ℃冰箱中保存备用。

    试验宣和猪的生长性能测定在宣威市海河良种猪扩繁场完成,猪群饲养管理条件基本一致。猪生长性能的测定按照《全国生猪遗传改良计划工作手册》[14]要求进行,测定性状包括70日龄、4月龄和6月龄体重;在试验猪达6月龄时,采用Renco背膘仪(美国)测定猪的活体背膘厚。

    采用动物基因组DNA提取试剂盒(TSINGKE)从耳组织样品中提取DNA,于−20 ℃冰箱保存。

    根据Ensembl数据库(http://asia.ensembl.org/index.html)中的猪PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR序列,采用Primer Premier 5.0软件设计2对引物(表1),由北京擎科(昆明)生物技术有限公司合成。

    表  1  PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR分段扩增引物
    Table  1.  Segmental amplification primers of 5′-UTR and 3′-UTR in PLIN2 gene
    引物
    primer
    引物序列(5′→3′)
    sequence of primers
    产物大小/bp
    size of PCR products
    退火温度/℃
    annealing temperature
    5′-UTR F: GGGTTATAAAGCCAGGCG
    R: CATGTTAAAACTAAAGCTGC
    765 49.3
    3′-UTR F: CTCTTCACGCTCCCACTT
    R: CTCTACTCTGCCATTTACC
    1 395 56.6
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    PCR扩增反应的总体积为25 μL:Mg2+的10×Buffer (25 mmol/L) 2.5 μL,dNTPs (2.5 mmol/L) 2 μL,引物F和R (20 μmol/L)各1 μL,基因组DNA模板1 μL,Taq DNA聚合酶(5 U/μL) 0.5 μL,ddH2O 17 μL。反应条件为:95 ℃预变性4 min,95 ℃变性50 s,退火45 s,72 ℃延伸45 s,30个循环,72 ℃延伸8 min,4 ℃保存。

    根据各SNP位点的基因型检测结果,统计各位点不同基因型的个体数,并据此计算出各位点的基因型频率和基因频率、杂合度(heterozigosity, H)和多态信息含量(polymorphic information content, PIC)的计算参照文献[15]进行,采用χ2检验进行Hardy-Weinberg平衡检验。

    采用Phase 2.0软件对PLIN2基因3个SNP位点进行单倍型分析,获得单倍型及其组合类型,并据此计算相应的频率。

    宣和猪PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR各SNP位点基因型的生长性状差异,采用以下最小二乘模型进行分析:

    $ {Y_{ijk}} = \mu + {G_i} + {S_{\!\!\!j}} + {e_{ijk}} $

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    根据上述模型,采用SAS 9.0统计分析系统的GLM过程[16]计算出各基因型(单倍型组合)性状的最小二乘均数及其标准误,并进行差异显著性检验,差异显著性判断标准为P<0.05。

    PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR序列的PCR扩增产物分别为765和1 395 bp (图1),与预期目标片段大小相符,符合测序要求。

    图  1  PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR引物PCR扩增产物
    注:M. Trans 2 K DNA Marker;1~6. PCR扩增产物。
    Figure  1.  PCR amplified results of 5′-UTR and 3′-UTR of PLIN2 gene
    Note: M. Trans 2 K DNA Marker; 1−6. PCR products.

    PCR产物测序结果显示:在PLIN2基因的5′-UTR和3′-UTR共检出3个SNP位点,其中2个位于5′-UTR,分别为158 bp处的G→A (G158A)和491 bp处的碱基T→G (T491G);1个位于3′-UTR,即5 689 bp处的G→A (G5689A)。3个位点均检出3种基因型,即G158A位点GG、GA和AA基因型,T491G位点的TT、TG和GG基因型,G5689A位点的GG、GA和AA基因型(图2)。

    图  2  PLIN2基因5′-UTR G158A、T491G和G5689A位点的多态性
    Figure  2.  Polymorphisms of G158A, T491G and G5689A locus in 5′-UTR of PLIN2 gene

    表2可知:3个SNP位点的基因型频率均呈现为野生型(GG、TT和GG)高于突变型(AA、GG和AA)。G158A位点的PIC和H均较低,未达到Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.01),T491G和G5689A位点均为中度多态、遗传多样性丰富且处于平衡状态(P>0.05)。G、T、G分别为G158A、T491G、G5689A位点的优势等位基因。

    表  2  各SNP位点的基因型及基因频率
    Table  2.  The genotype and allele frequencies at each SNP
    SNP位点
    SNP
    基因型
    genotype
    基因型频率
    genotypic frequency
    等位基因
    allele
    等位基因频率
    allelic frequency
    χ2 H PIC
    G158A AA 0.039 2 (14) A 0.088 2 13.153 3** 0.161 0 0.148 1
    GA 0.098 0 (35)
    GG 0.862 7 (308) G 0.911 8
    T491G GG 0.257 7 (92) G 0.493 0 0.614 3 0.499 9 0.375 0
    TG 0.470 6 (168)
    TT 0.271 7 (97) T 0.507 0
    G5689A AA 0.232 5 (83) A 0.444 0 3.673 1 0.493 7 0.371 8
    GA 0.423 0 (151)
    GG 0.344 5 (123) G 0.556 0
    注:括号内的数据为该基因型的个体数。χ2值中,**代表P<0.01,无肩标则表示P>0.05。
    Note:The data in the parentheses is the individual number of the genotype. The symbol ** means the significance level of P<0.01 and the data with no symbol meansP>0.05.
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    表34可知:宣和猪PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR G158A、T491G和G5689A 3个SNP位点共有8种单倍型、18种单倍型组合类型。其中以GTG单倍型的频率最高,ATA单倍型最低;单倍型组合则以GGA/GTG组合的频率最高,GTG/GTG次之,4种单倍型组合GGA/AGG、GTG/ATG、GTA/ATA、AGG/ATG均只检出1个个体。

    表  3  单倍型及其频率
    Table  3.  The haplotypes and their frequencies
    单倍型 haplotype GGG GGA GTG GTA AGG AGA ATG ATA
    频率 frequency 0.071 7 0.337 7 0.465 4 0.037 1 0.015 8 0.067 8 0.003 2 0.001 4
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    表  4  单倍型组合及其频率
    Table  4.  The haplotype combinations and their frequencies
    单倍型组合
    haplotype combination
    个体数/头
    number of individual
    频率
    frequency
    单倍型组合
    haplotype combination
    个体数/头
    number of individual
    频率
    frequency
    GGG/GGG 9 0.025 2 GTG/GTG 81 0.226 9
    GGG/GGA 7 0.019 6 GTG/GTA 11 0.030 8
    GGG/GTG 21 0.058 8 GTG/AGG 8 0.022 4
    GGG/AGG 2 0.005 6 GTG/AGA 2 0.005 6
    GGA/GGA 40 0.112 0 GTG/ATG 1 0.002 8
    GGA/GTG 130 0.364 1 GTA/GTA 3 0.008 4
    GGA/GTA 6 0.016 8 GTA/ATA 1 0.002 8
    GGA/AGG 1 0.002 8 AGG/ATG 1 0.002 8
    GGA/AGA 20 0.056 0 AGA/AGA 13 0.036 4
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    表5可知:宣和猪PLIN2基因G158A位点GG基因型个体的6月龄体重、4—6月龄ADG和70日龄—6月龄ADG均显著高于AA和GA基因型(P<0.05);T491G位点TT基因型个体的4月龄体重、6月龄体重、70日龄—4月龄ADG、4—6月龄ADG和70日龄—6月龄ADG均显著高于GG型(P<0.01或P<0.05),且在6月龄体重、4—6月龄ADG和70日龄—6月龄ADG上,TT型个体也显著高于TG型(P<0.01或P<0.05);G5689A位点的GG基因型个体6月龄体重、70日龄—4月龄ADG、4—6月龄ADG和70日龄—6月龄ADG均显著高于AA型个体(P<0.01或P<0.05),且在6月龄体重、4—6月龄ADG和70日龄—6月龄ADG上,GG型个体也显著高于GA型个体(P<0.05)。各位点不同基因型在其他生长性状上则无显著差异(P>0.05)。

    表  5  各SNP位点不同基因型的生长性状
    Table  5.  Growth traits of different genotypes of each SNP
    位点 site 基因型 genotype 70日龄体重/kg
    body weight at
    70 days
    4月龄体重/kg
    body weight at
    4 months
    6月龄体重/kg
    body weight at
    6 months
    6月龄背膘
    厚/mm
    backfat thickness at 6 months
    70日龄—4月龄
    日增重/g
    ADG of 70 days to 4 months
    4—6月龄
    日增重/g
    ADG of 4 to
    6 months
    70日龄—6月龄日增重/g
    ADG of 70 days to 6 months
    G158A AA(14) 23.68±0.58 a 49.55±1.15 a 88.21±2.36 b 13.06±0.34 a 517±19 a 645±35 b 587±22 b
    GA(35) 23.86±0.37 a 50.77±0.73 a 89.85±1.51 b 12.65±0.22 a 538±12 a 652±23 b 600±14 b
    GG(308) 23.49±0.13 a 51.07±0.26 a 93.37±0.54 a 13.04±0.08 a 552±4 a 706±8 a 635±5 a
    T491G GG(92) 23.64±0.23 a 50.12±0.45 b 90.84±0.93 B 12.83±0.14 a 530±8 bB 679±14 bB 611±9 B
    TG(168) 23.56±0.17 a 51.05±0.33 ab 92.46±0.69 B 13.01±0.10 a 550±6 aAB 691±10 bAB 626±6 B
    TT(97) 23.38±0.23 a 51.72±0.45 a 95.58±0.93 A 13.18±0.14 a 567±8 aA 731±14 aA 657±9 A
    G5689A AA(83) 23.67±0.24 a 50.40±0.48 a 90.90±0.98 bB 12.9±0.14 a 535±8 b 676±15 b 612±9 bB
    GA(151) 23.39±0.18 a 50.89±0.36 a 92.38±0.73 bAB 13.01±0.11 a 550±6 ab 692±11 b 627±7 bAB
    GG(123) 23.64±0.20 a 51.51±0.40 a 94.79±0.83 aA 13.08±0.12 a 557±7 a 722±13 a 647±8 aA
    注:表中数据在同一位点内同列比较,不同字母表示差异显著 (小写字母表示P<0.05,大写字母表示P<0.01);下同。
    Note: The data in the same column within a certain locus are compared. The data with different letters are different significantly (lowercase and capital letters indicate P<0.05 orP<0.01, respectively); the same as below.
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    表6可知:除70日龄体重和6月龄背膘厚外,3个SNP位点不同单倍型组合在其他生长性状上都存在显著差异(P<0.01或P<0.05)。其中,70日龄和4月龄体重以GTG/AGG组合最高,GGG/GGA组合最低;6月龄体重、4—6月龄和70日龄—6月龄ADG以GTG/GTG组合最高,而最低组合则不同;6月龄背膘厚和70日龄—4月龄ADG分别以GGA/GTA和GTG/GTA组合最高,最低组合则不同。

    表  6  不同单倍型组合的生长性状
    Table  6.  Growth traits of different haplotype combinations
    单倍型组合
    haplotype combination
    70日龄体重/kg
    body weight
    at 70 days
    4月龄体重/kg
    body weight
    at 4 months
    6月龄体重/kg
    body weight
    at 6 months
    6月龄背膘厚/mm
    backfat thickness at 6 months
    70日龄—4月龄
    日增重/g
    ADG of 70 days
    to 4 months
    4—6月龄日增重/g
    ADG of 4 to
    6 months
    70日龄—6月龄
    日增重/g
    ADG of 70 days
    to 6 months
    GGG/GGG 23.20±0.73 a 50.89±1.43 ab 92.81±2.96 ab 12.69±0.44 a 554±24 ab 697±45 ab 633±28 abc
    GGG/GGA 22.77±0.83 a 47.73±1.61 b 87.37±3.33 bA 12.77±0.49 a 499±27 b 661±51 ab 587±31 bcA
    GGG/GTG 23.99±0.48 a 51.28±0.93 ab 93.55±1.92 ab 12.97±0.28 a 546±15 ab 706±29 ab 633±18 abc
    GGA/GGA 23.80±0.35 a 50.44±0.68 ab 92.53±1.40 bA 12.89±0.21 a 533±11 bc 702±21 ab 625±13 bcA
    GGA/GTG 23.41±0.19 a 50.95±0.38 ab 92.53±0.78 bB 13.01±0.12 a 551±6 ab 693±12 bA 628±7 bcB
    GGA/GTA 23.75±0.89 a 51.38±1.75 ab 92.03±3.61 ab 13.31±0.53 a 553±29 ab 679±55 ab 623±34 abc
    GGA/AGA 23.64±0.49 a 50.41±0.95 ab 89.34±1.97 bB 12.59±0.29 a 535±16 ab 649±30 bB 598±18 bcB
    GTG/GTG 23.53±0.25 a 51.80±0.49 a 95.99±1.01 aA 13.21±0.15 a 565±8 a 737±15 aA 659±9 aA
    GTG/GTA 22.92±0.67 a 51.75±1.30 ab 94.94±2.69 ab 13.10±0.40 a 577±22 ac 721±41 ab 656±25 abB
    GTG/AGG 24.50±0.77 a 51.81±1.51 ab 90.27±3.12 ab 12.98±0.46 a 546±25 ab 641±47 ab 597±29 bcA
    AGA/AGA 23.72±0.61 a 49.43±1.18 ab 88.09±2.44 bB 13.18±0.36 a 514±20 b 645±37 bA 585±23 cB
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    宣和猪PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR区域检出的G158A、T491G和G5689A位点分别以G、T和G为高频等位基因;相应地,3个位点的单倍型也以GTG型的频率最高。宣和猪是在杂交创新基础上经多个连续世代选育而成的新品种,其生长速度作为主选目标性状获得了大幅提高[17]。结合各位点等位基因及其单倍型频率,初步推断宣和猪PLIN2基因G158A位点的G等位基因、T491G位点的T等位基因、G5689A位点的G等位基因及其单倍型GTG可能具有提高增重速度的效应,这在后续的关联分析结果中也进一步得到了印证。从多态性角度看,3个位点的平均H和PIC分别为0.484 9和0.298 3,这表明在宣和猪新品种选育过程中,主要性能得以有效改进的同时,其群体内的遗传多样性也得以有效保持,猪群仍具有较大的进一步选育提升的潜力。

    PLIN2存在于未分化的脂肪细胞中,是非常重要的PAT家族蛋白,能促进脂肪酸摄入和脂滴内甘油三酯的存储。在已经发现的PAT家族5个成员中,PLIN2基因在猪上的研究相对甚少,主要还是集中在人和小鼠上。据报道,PLIN2基因mRNA表达于人类的骨骼肌细胞中,调节人体运动时候的能量平衡[18];敲除PLIN2基因的小鼠,其肝甘油三酯的储存量大幅降低[6]。猪PLIN2基因位于1号染色体上影响生长性状的QTL所在区域[19],且已有研究结果显示杜洛克猪的PLIN2基因与生长和胴体性状显著相关[11-12]。结合PLIN2基因的生理功能,可考虑将PLIN2基因作为猪生长性状的候选基因。基因的表达调控是多层次的,真核生物mRNA的5′-UTR和3′-UTR的功能复杂多样,5′-UTR保护mRNA免遭核酸酶的破坏,为mRNA的核输出提供转运信号,提高翻译模板的稳定性和翻译效率[20];3′-UTR不仅能调控mRNA的稳定性、控制mRNA的亚细胞定位,而且还在特定氨基酸的编码过程中起着指导作用[21]

    本研究表明:PLIN2基因5′-UTR和3′-UTR的3个SNP位点不同基因型对宣和猪的生长性状有不同程度的影响。G158A位点的GG型、T491G位点的TT型和G5689A位点的GG型为生长速度的增效基因型。在存在显著差异的5个性状上,GTG/GTG组合的6月龄体重、4—6月龄日增重和70日龄—6月龄日增重均为各单倍型组合之最高,携带有GTG单倍型的组合各性状也都处于较高水平。这表明GTG单倍型具有提高宣和猪生长速度的效应,3个SNP位点对生长性状的影响呈现明显的协同效应。就某一基因对特定性状的影响而言,很多情况下并不是由于某一单个位点的突变所引起,某些时候单个位点的效应可能会很小,而多个位点的联合效应则可能会对目标性状产生显著的影响[22]

    综合猪群3个SNP位点等位基因和单倍型频率以及关联分析结果,可初步推断PLIN2基因对宣和猪的生长性状具有显著影响,并从PLIN2基因多态性角度印证了新品种选育工作的有效性。鉴于当前有关猪PLIN2基因与生长性状关联研究的相关报道仍较鲜见,若能综合考虑PLIN2基因相邻区域的其他基因或SNP标记,并在不同品种猪群中加以研究确认,将有助于更加深入地揭示PLIN2基因对猪生长性状的确切效应,对阐明该基因在育种实际中应用的可行性具有重要意义。

  • 图  1   分离菌株革兰氏染色结果(1 000×)

    Figure  1.   Gram staining results of the isolated strain (1 000×)

    图  2   分离菌株普通营养琼脂培养结果

    Figure  2.   The result of isolated strain on the normal nutrient agar culture

    图  3   分离株16S rRNA序列PCR扩增

    注:M. DNA分子质量标准;1. 阴性对照;2. 16S rRNA扩增产物。

    Figure  3.   Amplification of 16S rRNA from the isolate by PCR

    Note: M. DNA molecular quality standard; 1. negative control; 2. 16S rRNA amplification products.

    图  4   分离株的系统进化树

    Figure  4.   Phylogenetic tree of isolates

    图  5   病理剖检结果

    注:a) 左为试验组小鼠肺脏,表现为充血;右为对照组小鼠肺脏,无明显病变;b) 左为试验组小鼠肝脏,表现为充血、肿大;右为对照组小鼠肝脏,无明显病变;c) 左为试验组小鼠肾脏,表现为充血、肿大,表面光滑潮红;右为对照组小鼠肾脏,无明显病变;d) 左为试验组小鼠脾脏,表现为淤血肿大、颜色暗红;右为对照组小鼠脾脏,无明显病变;e) 试验组小鼠脏器,表现为肝脏充血肿大,有大量出血点;胆囊肿大;肠壁菲薄、肠道积气积液、部分肠段充血、肿胀;f) 对照组小鼠各脏器组织,肝脏、胆囊、肠道均未见异常变化。

    Figure  5.   The results of pathological examination

    Note: a) The lungs of mice in the experimental group are shown on the left, showing hyperemia; on the right is the lung of the control group without obvious lesion; b) On the left is the liver of mice in the experimental group, showing hyperemia and enlargement; on the right is the liver of the control group without obvious lesion; c) On the left is the kidney of the experimental group of mice, showing hyperemia, enlargement and smooth flush on the surface; the kidney of the control group showed no obvious lesion; d) On the left is the spleen of mice in the experimental group, presenting as congestion, swelling and dark red color; on the right is the spleen of the control group without obvious lesion; e) The viscera of mice in the experimental group showed hepatic hyperemia and enlargement, with a large number of bleeding points; gallbladder enlargement; intestinal wall thin, intestinal gas effusion, part of intestinal congestion, swelling; f) No abnormal changes were observed in the liver; gall bladder and intestinal tract of the mice in the control group.

    图  6   病理组织学观察结果

    注:a) 肺泡隔充血水肿(H.E., 400×);b) 肝脏淤血;肝小叶消失(H.E., 200×);c) 肝索肿大,排列紊乱。肝细胞水肿、水泡变性(H.E., 400×);d) 脾脏淤血,出血。实质细胞变性坏死(H.E., 400×);e) 肾小球体积增大,肾小囊狭窄。肾小管上皮细胞水泡变性,管内见蛋白样物质渗出(H.E., 400×)。

    Figure  6.   The results of histopathological examination

    Note: a) Alveolar septal hyperemia edema (H.E., 400×); b) Liver congestion; lobular loss (H.E., 200×); c) The hepatic cords are enlarged and disordered. Hepatocyte edema and vesicular degeneration (H.E., 400×); d) Spleen congestion and bleeding. Parenchymal cell degeneration and necrosis (H.E., 400×); e) Glomerular volume increased and renal capsule stenosis. The renal tubular epithelial cells have vesicular degeneration, and exudative proteinoid material is seen in the renal tubules (H.E., 400×).

    表  1   分离株生化试验结果

    Table  1   Biochemical test results of the isolate

    底物
    substrates
    结果results 底物
    substrates
    结果results
    葡萄糖glucose + 甘露醇mannitol +
    蔗糖sucrose + 侧金盏花醇adonitol +
    乳糖lactose + 山梨醇sorbitol +
    阿拉伯糖arabinose + 明胶gelatin
    鼠李糖rhamnose + H2S
    木糖xylose + 七叶苷esculoside +
    棉籽糖raffinose + 硝酸盐还原
    nitrate reduction
    +
    枸橼酸盐citrate + 精氨酸双水解酶
    arginine dihydrolase
    +
    丙二酸盐malonate +
    注:“+” 为阳性反应,“−” 为阴性反应。
    Note: “+” is positive and “−” is negative.
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    表  2   GenBank中公布的参考菌株信息

    Table  2   Information of reference strains published in GenBank

    菌株
    strain
    来源
    source
    登录号
    accession No.
    分离地
    separated area
    分离时间
    separated time
    DSM 30104 未知unknown NR_117683.1 美国America 2014
    NBRC 3321 未知unknown AB680063.1 日本Japan 2011
    SDM45 人类粪便human feces GU997596.1 中国北京Beijing, China 2010
    污水处理厂活性污泥
    activated sludge of sewage disposal factory
    EF566882.1 中国大连Dalian, China 2007
    CCFM8369 人类粪便human feces KJ803926.1 中国无锡Wuxi, China 2014
    注:“—”表示登录号为EF566882.1的肺炎克雷伯菌无代号。
    Note: “—” means the K. pneumoniae strain with accession No. EF566882.1, but without identification code.
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    表  3   分离菌株药敏试验结果

    Table  3   Drug susceptibility test results of isolated strains

    药物
    drug
    抑菌圈直径判断标准[17]/mm
    criteria for judging the diameter of bacteriostatic circle
    抑菌圈直径/mm
    inhibition zone diameter
    敏感性
    susceptibility
    R I S
    碳青霉烯类Carbapenems 亚胺培南Imipenem ≤19 20~22 ≥23 19 R
    美罗培南Meropenem ≤19 20~22 ≥23 14 R
    头孢类Cephalosporins 头孢曲松Ceftriaxone ≤20 20~22 ≥22 28 S
    头孢吡肟Cefepime ≤19 19~24 ≥24 24 S
    头孢西丁Cefoxitin ≤14 15~17 ≥18 28 S
    头孢唑啉Cefazolin ≤19 19~23 ≥23 24 S
    头孢哌酮Cefoperazone/舒巴坦Sulbactam ≤15 16~20 ≥21 24 S
    氨基糖苷类Aminoglycosides 链霉素Streptomycin ≤11 12~14 ≥15 14 I
    卡那霉素Kanamycin ≤13 14-17 ≥18 20 S
    丁胺卡那Amikacin ≤14 15~16 ≥17 13 R
    庆大霉素Gentamicin ≤12 13~14 ≥15 17 S
    四环素类Tetracyclines 四环素Tetracycline ≤11 12-14 ≥15 20 S
    米诺环素Minocycline ≤12 13~15 ≥16 17 S
    酰胺醇类Amphenicols 氯霉素Chloramphenicol ≤12 13~17 ≥18 0 R
    氟苯尼考Florfenicol ≤12 13~17 ≥18 21 S
    喹诺酮类Quinolones 环丙沙星Ciprofloxacin ≤15 16~20 ≥21 20 I
    诺氟沙星Norfloxacin ≤12 13~16 ≥17 23 S
    多肽类Polypeptide 多黏菌素B Polymyxin B ≤11 ≥12 11 R
    青霉素类Penicillins 哌拉西林Piperacillin ≤17 18~20 ≥21 22 S
    磺胺类Sulfonamides 磺胺异噁唑Sulfisoxazole ≤12 13~16 ≥17 0 R
    注:“S”表示高度敏感;“I” 表示中度敏感;“R”表示耐药。
    Note: “S” means highly sensitive; “I” means moderate sensitivity; “R” means resistance.
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出版历程
  • 通信作者:  左之才 zzcjl@126.com
  • 收稿日期:  2019-02-15
  • 修回日期:  2019-12-05
  • 网络首发日期:  2019-12-31

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