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急性肝胰腺坏死病(acute hepatopancreatic necrosis disease,AHPND)是一种细菌性疾病,可导致对虾急性死亡,患病对虾死亡率高达100%。该病的暴发对亚洲和美洲多个国家的对虾养殖产业造成了巨大的经济损失,被世界动物卫生组织(OIE)列为必须通报的水生动物疾病。起初,携带pVA1型质粒的副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)被认为是该病的唯一病原,最近的研究表明某些特定的坎贝氏弧菌(V.cambellii)、哈维氏弧菌(V.harveyi)、欧文氏弧菌(V.owensii)和浦那弧菌(V.punensis)均可引起对虾患AHPND。对这些致病菌进行测序分析发现均携带pVA1型质粒,且该质粒携带具有接合转移功能的基因簇,因此推测AHPND致病菌多样性的形成可能与pVA1型质粒的水平转移有关。本研究通过接合转移试验,将pVPGX1-Cmr质粒(pVA1型质粒)从致AHPND副溶血弧菌(Vp2S01-Cmr)转移到一株非AHPND致病性的坎贝氏弧菌(VcLMB29)中,且在12 h的接合转移效率可达2.6×10-8(接合子/受体菌),并且DNase I并未消除这种转移。RT-PCR及SDS-PAGE试验结果证实,获得pVA1型质粒的坎贝氏弧菌(接合子)具有表达PirABvp毒力蛋白的能力。使用VcLMB29-pVPGX1通过浸浴感染的方式对凡纳滨对虾进行攻毒试验,试验结果表明攻毒组可引起对虾100%的死亡率,且病虾出现了典型的AHPND临床症状和组织病理学变化,在感染试验中取感染后濒死对虾的肝胰腺组织提取RNA,进行RT-PCR验证其有pirABvp的表达。使用接合试验获得的接合子(VcLMB29-pVPGX1)与原受体菌(VcLMB29)进行凡纳滨对虾感染试验,对两组感染对虾肝胰腺进行转录组测序分析。经Illumina测序得到174.4 G的下机数据,经数据过滤后得到1162603203条clean reads,与参考基因组进行比对,各个样品的mapping率在78.62%-90.35%之间。对VcLMB29-pVPGX1感染组与VcLMB29感染组进行差异表达基因分析,发现在2 h、8 h和30 h分别有32、1100和218个差异表达基因。对这些差异表达基因进行分析,通过GO富集发现3个时间点样本的差异基因多数注释到生物过程和分子功能部分,包括糖酵解、ADP代谢、氧化还原酶活性、跨膜转运、脂肪酸代谢、生长因子结合和丝氨酸内肽酶活性等功能。KEGG通路富集分析结果显示3个时间点样本可富集到磷酸戊糖途径、果糖与甘露糖代谢、多种氨基酸代谢、溶酶体、丝氨酸与苏氨酸代谢和蛋白质输出等多种通路。根据GO和KEGG富集结果与差异表达基因分析,发现在VcLMB29-pVPGX1的胁迫下,可引起宿主进行自身免疫反应,调节热休克蛋白、几丁质酶、溶菌酶和血蓝蛋白等相关免疫基因表达。根据STEM分析结果可以得到VcLMB29-pVPGX1感染组与VcLMB29感染组样本所有富集的基因簇在感染后8 h均出现明显的表达量变化。两组样本具有相同的基因簇,可注释到跨膜转运、致病机制相关和氧化还原酶活性等方面。此外,在各组还发现了与免疫相关的转录调控和宿主防御耐受性等相关功能。本研究结果证明AHPND的pVA1型质粒可通过接合转移的方式在弧菌间进行水平转移,初步阐释了对虾急性肝胰腺坏死病致病菌多样性形成机制,可为AHPND的有效防控提供理论指导,对于AHPND的防控具有重要意义。转录组结果为AHPND的致病机制和宿主免疫应答提供了转录组学数据。