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规模驴场细菌多样性分析和主要致病菌的分离鉴定

张健鹏

规模驴场细菌多样性分析和主要致病菌的分离鉴定

张健鹏1
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作者信息

  • 1. 聊城大学
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摘要

规模驴场细菌性传染病的发生多数与驴场环境有直接关系。为探究驴场环境微生物群落结构组成,本研究以山东省聊城市8个规模驴场空气、垫料为研究对象,研究了不同季节、不同功能区微生物结构变化情况。同时,根据高通量分析结果,对严重威胁驴场安全的马红球菌、马流产沙门氏菌和奇异变形杆菌进行了分离鉴定。结果如下: 1. 规模驴场空气中微生物多样性变化研究 选取聊城地区某规模驴场,通过高通量测序方法,对其空气微生物群落结构组成变化以及潜在的病原菌进行分析。结果表明,不同季节空气微生物群落结构差异显著。在门水平上,主要优势菌门依次为放线菌门(Actinobacteriota)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),其中放线菌门为最主要优势菌门,相对丰度由春季到冬季逐渐降低,分别为85.35%、66.07%、33.32%和20.77%;而厚壁菌门相对丰度由春季到冬季均逐渐增加,分别为3.25%、13.78%、34.07%和34.06%;变形菌门相对丰度由春季到冬季均逐渐增加,分别为7.51%、8.31%、20.37%和23.00%。在属水平上,主要优势菌属依次为红球菌属(Rhodococcus)、罗姆布茨菌属(Romboutsia)和严格梭菌属(Clostridium_sensu_stricto_1),其中红球菌属为最主要优势菌属,相对丰度由春季到冬季逐渐降低,分别为83.27%、55.28%、29.23%和3.11%。这表明,红球菌属(Rhodococcus)对于驴场空气微生物群落结构组成及季节性变化具有重要意义,这与牛、羊、猪等其他畜禽空气微生物中属水平的研究具有较大差异。 在同一个驴场不同的功能区之间,母驴舍空气微生物多样性和丰富度最高,而驴驹舍最低。在门水平上,主要优势菌为放线菌门(Actinobacteriota)占比60.16%,与夏季结果一致,但是各组之间优势菌门丰度不同。种公驴舍中优势菌门为变形菌门( Proteobacteria )占比38.22%,与其它四个功能区均不同。而生活区弯曲杆菌门(Campilobacterota)占比42.44%,相对丰度均高于其它各个区域。在属水平上,除种公驴舍外,主要优势菌属为红球菌属(Rhodococcus),表明红球菌属(Rhodococcus)是驴场空气中的主要菌群,提示规模驴场应当警惕马红球菌感染。 对驴鼻腔微生物进行了多样性分析。在属水平上,红球菌属(Rhodococcus)在鼻腔和空气中均为最优势菌属,分别占8.6%和66.71%,鼻腔中红球菌属所占比例相对较低。此外,结果显示驴鼻腔中潜在的致病菌属主要包括红球菌属(Rhodococcus),链球菌属(Streptococcus)和葡萄球菌属(Staphylococcus),提示规模驴场应加强生物安全措施,重视细菌的病原学检测。 2. 规模驴场运动场垫料微生物多样性的研究 对8个不同驴场运动场垫料微生物多样性进行分析发现,整体上,不同驴场运动场垫料的微生物组成差异不大,厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形杆菌门(Proteobacteria)属于主要优势菌门。棒状杆菌属(Corynebacterium)、盐水球菌属(Salinicoccus)、土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)为优势菌属。其中,土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)在部分场差异较大。此外,结果显示不同驴场运动场垫料中潜在的致病菌属包括棒状杆菌属(Corynebacterium)、链球菌属(Streptococcus)、不动杆菌属(Acinetobacter)。本研究分析了不同驴场运动场垫料细菌群落多样性,探讨了环境致病菌在运动场垫料中的分布,为驴健康生产提供理论依据。 3. 规模驴场马红球菌、马流产沙门氏菌和奇异变形杆菌的分离鉴定 基于对本文所涉及驴场整体微生物多样性分析和规模驴场细菌性传染病流行情况,针对马红球菌、奇异变形杆菌及马流产沙门氏菌进行分离鉴定。对规模驴场(n=8)采集的鼻拭子(n=126)、肛拭子(n=145)及土壤(n=16)样品,同时进行细菌分离和分子生物学鉴定。8个驴场的马红球菌PCR阳性率为9.1%(26/287),包括1例含有毒力基因vapA的样品。 通过细菌学和PCR方法,从样品中分离到3株马流产沙门氏菌,并对其进行全基因组框架分析,发现其含有45种耐药基因,126种毒力基因。从某驴场腹泻并死亡的驴驹肝脏中分离出一株细菌,经形态学、生化特性、16S rDNA序列鉴定确定为奇异变形杆菌,命名为LC1(GenBank登录号为ON018729)。LC1株对氨苄西林、诺氟沙星、氧氟沙星等敏感;对红霉素、克林霉素、亚胺培南等耐药。在LC1株中共检测到9种毒力基因,分别为mrpA、fliL、rsmA、hpmA、atfA、ureC、zapA、pmfA和rsbA。该细菌对小鼠具有明显的致病性,表明奇异变形杆菌为导致该驴驹腹泻并死亡的重要致病菌。

关键词

规模驴场/空气环境/运动场垫料/微生物多样性/致病菌/分离鉴定

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授予学位

硕士

学科专业

动物学

导师

刘文强

学位年度

2023

学位授予单位

聊城大学

语种

中文

中图分类号

S8
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