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家蚕病原粘质沙雷氏菌无色素突变株的鉴定及致病性的研究

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目录

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摘要

第一章 文献综述

1.1 沙雷氏菌的研究简介

1.1.1 沙雷氏菌的分类

1.1.2 沙雷氏菌及其产生的色素

1.1.3 沙雷氏菌的致病性

1.2 色素对病原微生物致病性的影响

1.3 家蚕败血病

1.3.1 黑胸败血病

1.3.2 青头败血病

1.3.3 灵菌败血病

1.3.4 家蚕败血病的防控

第二章 引言

2.1 研究背景及意义

2.2 研究内容

2.3 研究路线

第三章 粘质沙雷氏菌无色素突变菌株的鉴定

3.1 实验材料

3.1.1 菌株

3.1.2 家蚕

3.1.3 主要试剂及配方

3.1.4 主要实验仪器

3.2 实验方法

3.2.1 菌株的传代培养

3.2.2 引物设计

3.2.3 粘质沙雷氏菌基因组DNA的提取

3.2.4 16S rDNA基因的PCR扩增

3.2.5 目的基因片段的回收

3.2.6 菌株对家蚕的感染

3.3 结果与分析

3.3.1 表性特征的观察

3.3.2 16S rDNA扩增产物凝胶电泳检测效果

3.3.3 序列结果分析

3.4 小结和讨论

第四章 粘质沙雷氏菌合成灵菌红素色素关键基因pigC的扩增分析

4.1 实验材料

4.1.1 菌株

4.1.2 主要试剂及配方

4.1.3 主要实验仪器

4.2 实验方法

4.2.1 引物设计

4.2.2 粘质沙雷氏菌基因组DNA的提取

4.2.3 pigC基因的PCR扩增

4.3 结果与分析

4.3.1 菌株的pigC扩增情况

4.4 小结与讨论

第五章 粘质沙雷氏菌无色素突变菌株对家蚕致病力的研究

5.1 实验材料

5.1.1 菌株

5.1.2 家蚕

5.1.3 主要试剂及配方

5.1.4 主要实验仪器

5.2 实验方法

5.2.1 菌种的制备

5.2.2 对家蚕的致病力实验

5.2.3 灵菌红素对家蚕的添饲和注射

5.3 结果与分析

5.3.1 4株菌株感染家蚕病发特征

5.3.2 添饲和注射灵菌红素后家蚕情况

5.3.3 家蚕死亡数量和饲养时间关系

5.3.4 家蚕的存活率

5.3.5 4株粘质沙雷氏菌的LD50和LT50

5.4 小结与讨论

第六章 总结

参考文献

附录

发表论文及参加课题

致谢

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摘要

粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)是一种在自然界中广泛分布的革兰氏阴性杆菌,属于变形菌门、肠杆菌科、沙雷氏菌属。粘质沙雷氏菌是节肢动物及部分脊椎动物的条件致病菌,可导致脊椎动物组织感染或造成昆虫等节肢动物罹患致死性败血病。在蚕桑业中,粘质沙雷氏菌是家蚕的主要病原细菌之一,感染后可发生急性败血症并在较短时间内导致家蚕死亡,称为灵菌败血病。粘质沙雷氏菌可产生一种红色的次生代谢产物即灵菌红素,病蚕死亡后体表出现红色斑点,进而布满整个蚕体,产业上通常以此作为灵菌败血症的判定依据。灵菌红素具有抗细菌、抗真菌、抗原虫、抗疟疾、抗肿瘤及免疫抑制等多种生物学活性,但其对粘质沙雷氏菌的生理活性和意义目前仍不十分明了。
  有研究表明病原微生物产生的色素通常会影响其感染力及致死力,但目前仍不清楚粘质沙雷氏菌产生的灵菌红素会否影响其对家蚕的毒力。本研究通过连续传代分离,从产灵菌红素的家蚕病原粘质沙雷氏菌野生型菌株SM-R分离红色素衰退的突变株SM-R2以及不产色素的突变株SM-RW、SM-WW并采用16S rDNA分析验证。研究进一步将不同突变菌株感染健康家蚕,以野生型菌株为阳性对照,以大肠杆菌为阴性对照,对其感染力和致死力进行了统计分析。
  主要研究结果如下:
  1.菌株SM-R2、SM-RW和SM-WW的分离和验证
  粘质沙雷氏菌野生型菌株SM-R经过长期传代培养后偶有观察到产色素能力衰退的淡红色菌落以及完全不产色素的白色菌落。重新分离后菌落形态仍呈圆形、微凸,表面光滑、边缘整齐,除颜色外与野生型菌株一致。通过革兰氏染色鉴定为阴性杆菌,无芽孢,显微形态与野生型菌株一致。进一步分析突变菌株的16SrDNA结果显示菌株SM-R2、SM-RW和SM-WW确为粘质沙雷氏菌。
  2.粘质沙雷氏菌合成灵菌红素关键基因pigC的扩增分析
  在粘质沙雷氏菌合成灵菌红素途径中,最后一步是2-methyl-3-pyrrole(MAP)和4-methoxy-2,2'-bipyrrole-5-carbaldehyde(MBC)的缩合,因此pigC酶是整个合成途径中的限速酶。有报道显示pigC在实验室培养条件下容易发生突变,特别是片段缺失将直接导致不产色素。本研究扩增并分析了3个突变菌株的pigC基因,初步探讨家蚕病原粘质沙雷氏菌SM-R无色素突变菌株的突变类型。
  3.粘质沙雷氏菌对家蚕的致病力研究
  为研究灵菌红素对家蚕病原粘质沙雷氏菌致病力的影响,本研究将不同突变菌株经注射感染五龄健康家蚕,以野生型菌株为阳性对照,大肠杆菌为阴性对照,并单独调查了灵菌红素对家蚕的毒性。结果显示,野生型菌株与3个突变株均能导致家蚕罹患急性败血病并迅速致死,但突变菌株并不导致病死蚕体变红,即使培养至蚕体发黑也未观察到任何红色斑点。菌株SM-R、SM-R2、SM-RW和SM-WW对家蚕的半数致死剂量(50% lethal dosage,LD50)分别为50.9±5.2、46.9±7.7、54.7±5.5和54.4±3.2,统计分析表明差异不显著。此外,菌株SM-R、SM-R2、SM-RW和SM-WW对家蚕的半数致死时间(50% lethal time,LT50)分别为23.5±2.4、24.6±1.1、24.3±1.5和24.1±1.7,差异不显著。饲喂灵菌红素(10 mg/头)或注射灵菌红素(16.15μg/头)不表现出任何急性毒性,灵菌红素与SM-WW共注射也不会增强无色素突变株致死力。据此,本研究发现家蚕病原粘质沙雷氏菌的无色素突变株同样可导致急性败血症,感染力和致死力与野生型菌株基本一致,因此灵菌红素对粘质沙雷氏菌的致病性无显著影响。

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