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本研究从香港沿海水域分离出 12 株哈维氏弧菌(Vibrio Harveyi)进化枝菌株,涵盖 V. harveyi、V. owensii 等 4 个种。通过基因组组装与分析,揭示其基因组特征及潜在生态与致病关联,为海洋微生物基因转移及环境监测研究提供数据支撑。
材料与方法
从香港沿海不同地点(如中环 9 号码头、深水湾等)采集海水和沉积物样本,通过 CHROMagar 弧菌琼脂平板分离纯化获得 12 株哈维氏弧菌进化枝菌株,包括 2 株 V. harveyi、5 株 V. owensii、2 株 V. campbellii 和 3 株 V. parahaemolyticus。利用 Illumina MiSeq 或 NovaSeq 平台进行基因组测序,经质量过滤和组装后,采用 RASTtk、PGAP 等工具进行基因组注释,并通过 NCBI BLAST、JSpeciesWS 等进行物种鉴定。
基因组特征分析
菌株基因组大小在 4.92-6.2 Mbp 之间,G+C 含量为 44.5%-45.8%。组装结果显示,contigs 数目为 64-472 个,N50 值范围较广(22,665-649,009 bp),完整性(CheckM 评估)均超过 95%,表明基因组组装质量较高。编码序列(CDS)数量在 4,386-5,470 之间,不同菌株的 rRNA 和 tRNA 基因数量存在差异,反映了物种间的遗传多样性。
毒力基因与功能基因分布
所有菌株均携带哈维氏弧菌进化枝特异性毒力因子 —— 发光操纵子转录激活因子 luxR 基因,同时具备砷酸盐外排转运蛋白基因 acr3 和钨摄取系统基因 tupABC-mobAB,提示其环境适应能力。毒力基因分布呈现种间差异:V. campbellii 和 V. parahaemolyticus 部分菌株携带白细胞毒素基因 lukAB,而 V. owensii 中 avrD 和 toxR 基因检出率较高。值得注意的是,3 株 V. parahaemolyticus 均携带 blaCARB-18基因,提示其可能具有碳青霉烯类抗生素耐药性。
生态与医学意义
哈维氏弧菌进化枝成员作为海洋环境中的常见菌群,既是生物发光共生体,也与环境污染(如水体富营养化)和宿主感染密切相关。其过度增殖可作为水质污染的生物指标,而致病菌株可引发水产养殖物种(如鱼类、珊瑚)的病害及人类急性胃肠炎。本研究通过基因组层面的分析,为深入理解该类群的生态功能、基因水平转移机制及潜在公共卫生风险提供了重要数据,有助于开发针对性的环境监测和病原防控策略。