论文部分内容阅读
实验目的:通过对变形链球菌（UA-159）及变形链球菌耐氟菌株（UA-159FR）进行转录组测序和基因功能分析,揭示其生物学信息及调控机理,揭示氯离子通道蛋白ericf1/ericf2在不同条件下的氟抗性,以预期该蛋白转录调控机制做出合理推测。从而探究变形链球菌耐氟菌株耐氟相关基因的耐氟机制。实验方法:本实验通过对变形链球菌及耐氟菌株的培养,采用高通量IlluminaHiseqTM2500测序技术对变形链球菌及耐氟菌株进行转录组测序,发现全部基因表达差异。针对变形链球菌及耐氟菌株ericf1/ericf2蛋白相应编码基因的表达差异,用荧光定量聚合酶链反应（q-PCR）法检测两菌株中ericf1/ericf2的编码基因mRNA转录水平的表达差异。实验结果:变形链球菌耐氟菌株相对其亲代的DEGs（differential-expressed genes）分别有上调差异基因765个和下调差异基因829个。通过KEGG富集通路与BLAST比对,被KEGG pathway条目所富集的代谢通路61个,其中差异基因共1594个。其中与变形链球菌耐氟菌株参与编码氯离子转运蛋白的ericf1/ericf2编码基因（SMU1289C、SMU1290C）与亲代菌株相比明显上调,DEGs显著性差异。其中变形链球菌耐氟菌株ericf1及ericf2的编码基因SMU1289C、SMU1290C的FPKM表达水平较亲代株显著增高（p<0.05）,通过q-PCR验证,发现无氟环境下耐氟菌株较亲代菌株ericf1/ericf2编码基因相对表达量明显增加;ericf2编码基因相对表达量较ericf1高。在1g/LNaF环境下耐氟菌株较无氟环境下ericf1/ericf2基因相对表达量明显降低。与转录组测序结果显示耐氟组较亲代组显著性上调的结果相一致,进一步验证了转录组测序结果。结论:RNA-seq技术检测变形链球菌及其耐氟菌株的转录组情况时,在测序深度、覆盖率及基因组的比对结果均理想,能基本反映变形链球菌及其耐氟菌株的整体转录组情况,Phred数值检测每组别的每个碱基测序错误率均在理想范围内。为揭示变形链球菌及耐氟菌株的基因差异表达提供平台,并为进一步研究变形链球菌耐氟菌株的氟抗性机制提供了参考依据。根据差异表达基因（DEGs）的KEGG富集分析可知,通过转录组测序以及生物信息学分析手段全面的获得基因信息,从大数据中挖掘差异基因,研究表明变形链球菌中F-转运相关ericf1/ericf2的编码基因在Pathway富集分析和GO功能富集分析中均有显著差异,表明它们在变形链球菌耐氟机制中的重要作用。在PCR验证中,得到与转录组相同的结果。表明变形链球菌耐氟菌株中ericf1和ericf2相关编码基因均与细菌的抗氟能力有关。本实验为研究龋病的预防,耐氟菌株的耐氟性研究提供了理论依据。为变形链球菌耐氟菌株的耐氟机制的研究提供了有利的信息,为后续蛋白质组研究提供了良好的参考。