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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,简称“金葡菌”),属于葡萄球菌属,革兰氏阳性菌,可通过多种途径污染食品,是常见的食源性致病菌之一。金葡菌能产生大量的胞外多糖基质与蛋白将自身包绕其中,而形成生物被膜,造成严重的食品安全问题。目前,金葡萄生物被膜的研究,大多集中于黏附表型以及惰性物质的改性等方面,对生物被膜关键调控基因的携带,以及其在金葡菌进化过程中与基因组背景的关系研究不足。因此,本论文以金葡菌为研究对象,对其生物被膜形成过程中不同阶段的关键基因携带情况进行研究;同时,对生物被膜相关基因的相互联系进行分析,探讨了具有生物被膜形成能力菌株的基因分型。由于金葡菌的进化过程中主要是以可移动元件在细胞中的转入和转出,以及本身固有核心基因群的基因突变为主要方式。所以本文首先从可移动基因元件SCCmec入手,对金葡菌的基因组岛进行分型和生物信息学分析,研究了其在进化中的流行趋势以及对生物被膜基因型的影响;然后对金葡菌的核心基因群进行研究,分析了金葡菌的克隆起源与流行变迁,并探究了生物被膜基因型在进化与流行变迁过程中受到的影响。1.本实验以262株葡萄球菌为研究对象,对葡萄球菌生物被膜初期黏附基因atl,细胞间多糖粘附素调节基因ica操纵子,聚集蛋白调节基因aap以及成熟生物被膜调节基因agr进行PCR检测。结果显示,其携带率分别是98.1%,81.7%,87.0%和84.4%。通过对葡萄球菌生物被膜相关基因相互作用分析,其基因分型可分11种,主要的4种atl+ica+aap+agr+型、atl+ica+aap+agr-型、atl+ica+aap-agr+型和atl+ica-aap+agr+型分别占62.6%,9.9%,6.5%和12.2%。2.以262株葡萄球菌为研究对象,运用多重PCR方法对金葡菌种属特异性因子16S r RNA、fem A、mec A进行检测,发现其携带率分别为100.0%,94.3%和92.7%。流行性的葡萄球菌中SCCmec的携带率达到了92.7%。然后对SCCmec进行基因分型显示17.6%为II型,56.8%与6.2%分别为III和IIIA型,说明我国目前主要流行的SCCmec还是以复合型的SCCmec为主;10.7%为IV型,4.1%为V型,2.1%为VI型,以前轻便型SCCmec并没有检出过,但是近年来,随着轻便型SCCmec基因组岛的发展,分离率逐年上升;VI型的SCC mec国际上的报道较少,而本实验发现有5株VI型;另有(2.5%)无法分型。3.对葡萄球菌生物被膜基因型与基因组岛SCCmec的相关性进行分析。结果显示,带有SCCmec的菌株生成生物被膜能力,相对于不带有基因组岛的菌株能力更强;在SCCmec的进化过程中对生物被膜相关基因型的影响显示,生物被膜成熟期调节因子agr基因,可能受到II型SCCmec中2型ccr复合物的抑制。4.分别运用引物AP1、AP7和ERIC-2对262株葡萄球菌进行随机扩增多态性DNA分型。结果显示,三种引物可扩增出7、8和7种带型,范围是200-5000 bp。综合以上结果将262株葡萄球菌分为33种基因型。对33种代表型的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin resistant Staphylococcus aureus,MRSA)菌株运用多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)方法进行7个管家基因的扩增和测序,结果显示,33株MRSA等位基因谱可分成4个序列型为:ST5(4/33)、ST45(4/33)、ST239(24/33)和ST546(1/33)。ST5属于CC5克隆复合群,并未携带生物被膜形成中的agr基因;ST45和ST546属于CC45克隆复合群,携带aap基因相对较低;ST239属于CC8克隆复合群,对ica操纵子的携带低于其他被膜调控因子。5.对33种代表型的MRSA菌株进行spa分型,分型结果为5种型别:t037占57.6%,t1081占21.2%,t030占12.1%,t002占6.1%和t1714占3.0%。分析MRSA菌株的基因组背景与生物被膜基因型关系发现:ST239-III型的克隆株50%是atl+ica+aap+agr+基因型;ST5-II型克隆株75.0%携带atl+ica+aap+agr-基因型,推测2型ccr复合物转入ST5克隆株时,生物被膜更多会表现出固化加厚型而非常见的扩散迁移型;ST45-V和ST45-II出现的两株克隆株,生物被膜基因型携带的都是atl+ica+aap+agr+。