大肠杆菌是存在于人和动物肠道的一种条件致病菌,在一定情况下会产生致病性,致病性大肠杆菌是导致仔猪发生疾病的主要病原菌之一,常引起仔猪发生腹泻,已严重影响了我国养猪产业的发展,造成了巨大的经济损失。本研究以本实验室分离自仔猪腹泻的五株大肠杆菌P211、P111、P555、P444、P32和购自中国微生物菌种保藏中心的两株菌株S10670、E24190为研究对象,通过小鼠感染实验鉴别菌株的致病力,并对7株菌进行全基因组测序,采用比较基因组学研究方法分析菌株毒力差异相关的遗传变异,为大肠杆菌分子致病机制奠定理论基础。主要结果如下:1.7株菌株用选择性培养基纯化后,经革兰氏染色镜检、生理生化鉴定和分子鉴定,鉴定结果为7株菌株与大肠杆菌相似性均在99.5%以上,为大肠杆菌。2.用相同浓度的菌悬液对小鼠进行感染试验,结果显示七株菌株导致小鼠的致死率不同,对感染小鼠进行剖检发现小鼠组织发生不同程度的病变,表现为心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏肿大充血,颜色变深;肠道变薄,内有大量内容物,且味道恶臭。将病变组织制作病理切片,病理切片显示实验组小鼠心脏组织心肌纤维紊乱、排列不整齐,部分出现断裂崩解伴有出血;肝脏组织出现充血,细胞肿大,局部呈红色块状,组织界限模糊;脾脏组织出现充血;肺脏组织部分轮廓不清晰,出血,肺泡腔内有红细胞,肺泡壁增厚;肾脏组织出现充血,肾小球结构不明显;肠上皮细胞受损、肿大,肠黏膜坏死,肠绒毛脱落。按实验小鼠致死率、小鼠剖检和组织病理学观察,把致病性大肠杆菌划分为强毒株:S10670、E24190;中等毒株:P211和P555;弱毒株:P32、P444和P111。3.运用二代高通量测序技术对菌株进行全基因组测序后对基因组序列进行组装,结果得到七株菌株基因组长度在4.6 Mbp～5.3 Mbp,N50在86.348kb～148.7kb之间,GC含量均在50%左右,基因数量在4,376～5,124个之间。COG注释到有功能的基因数量在3183～3482个之间,COG分类得到22类,注释到与代谢相关的基因数量最多,这些基因主要与大肠杆菌的能量、碳源和生物合成相关,使得细菌能在宿主肠道内更好的生存繁殖,使其致病性增强。菌株S10670和E24190注释到的基因数量最多,且两者的复制、重组、修复基因（K）的数量多于其他菌株,这些基因会使细菌增加从外界获得外源基因的频率,使得基因组变大。4.菌株S10670、E24190、P211、P555、P32、P444、P111注释到的毒力基因数量分别为126、61、52、55、47、44、38个,主要参与细菌的侵袭黏附、分泌系统和铁离子摄取系统。强毒株S10670含有志贺毒素（Stx）,溶血素（hly A,B,C,D,E/A）,紧密黏附素（eae,tir,tox B）强毒素基因,铁摄取相关毒力基因（iro B,chu A,X,T,S,W,U,Y）以及大量分泌系统相关基因（Nle、Esc、Sep L、Sep Q、Esp）。强毒株E24190含有肠毒素基因（LT）、溶血素基因（hly A）、CFA/I菌毛基因（cfa A,B,C,D,E）、ABC转运蛋白基因（aat A,B,C,D,P）。中等毒株P211含有CFA/I菌毛基因（cfa A,B,C,D,E）、P菌毛基因（pap A,C,D,H）和铁摄取系统基因（sit A,B,C,D）;P555含有12个VI分泌系统基因（aec15～aec19,aec22～aec32）。弱毒株P32、P444和P111含有毒力基因（如黏附素Fim、侵袭素Ibe等）在其他菌株中几乎都存在。5.以大肠杆菌E.coli.str.K-12为参考基因组,从基因组水平揭示本研究7株菌SNPs和In Dels,S10670、E24190、P111、P211、P32、P444、P555的SNP数量依次为58,230、18,346、22,245、33,042、13,807、18,994、12,320,In Del数量依次为169、85、70、114、36、67、46,将发生变异的基因进行KEGG通路富集,结果得到77条通路,P-Value<0.05的有7条,分别是脂肪酸降解信号通路,单菌霉素生物合成通路,RNA降解通路,维生素B6代谢通路,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢通路,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解通路,微生物在不同环境中的代谢通路,这几条通路大多数为代谢合成通路。综上所诉,通过小鼠感染试验研究7株大肠杆菌的致病力差异,再对其进行全基因组重测序及比较基因组学研究,在基因组水平解析7株大肠杆菌致病力差异的原因,本研究结果可为深入研究大肠杆菌致病机理提供理论依据,具有重大意义。