猪链球菌是一种重要的人畜共患病的病原菌。我国已将其列为二类动物传染病。随着全球养猪业的发展,猪链球菌病已成为养猪生产中的常见病和多发病,给养猪业造成了较大的经济损失。该病原菌可致人败血症、心内膜炎、脑膜炎,甚至死亡。目前,耐药性猪链球菌的流行日趋严重,引起全球公共卫生的关注。本研究中,我们从不同地点的病猪体内分离两株猪链球菌。细菌的最小抑制浓度实验表明,一分离株(Streptococcus suis R61)具有多重耐药的表型,而另一分离株(Streptococcus suis A7)则对实验所用到的18种抗生素全部敏感。为了揭示多重耐药猪链球菌R61的耐药机制,并研究其基因组进化动力学特征,我们借助第二代测序技术对这两株猪链球菌的基因组进行了深度测序,并与数据库中已测得完整基因组的猪链球菌进行了比较基因组学分析。研究结果表明,多重耐药菌株R61进化具有三种耐药模式(耐药靶蛋白的突变、耐药靶点的保护和外输泵外排药物分子)来对抗目前养猪业常用的抗生素。此外,一些耐药相关的基因鉴定为通过基因的水平转移从其他物种基因组中获得。研究发现,R61菌株在种系发生上和其他猪链球菌菌株亲缘关系较远。在菌株的形成过程中,R61的基因组发生了大量的基因的获得和缺失,基因组结构发生了较大的变异。比较基因组分析结果表明,基因的水平转移是形成耐药菌株R61的重要驱动力。此外,我们发现了新的并未被报道过的一些耐药相关的突变位点。这些突变位点将会为开发新型疫苗有效治疗猪链球菌病提供宝贵的线索。同时,结果表明,药物的滥用在一定程度上也导致了多重耐药菌株R61的定向进化。在进化过程中,共进化是一种相互适应的现象。在蛋白质的进化中,功能相互依赖的蛋白为了保持有机体功能的完整性往往会呈现出协同进化的特征。根据位置关系,参与复合物组成的蛋白之间的相互作用有两种表现形式：一种是复合物内蛋白之间的相互作用,另一种是复合物间蛋白之间的相互作用。在文章中,我们借助镜像树(mirror tree)的方法,以NCBI数据库中267个物种的线粒体呼吸链蛋白为研究材料,对这两种相互作用所表现出来的共进化特征的差异进行了重点研究。我们先计算出线粒体蛋白两两之间的皮尔森相关系数,然后根据蛋白间的位置关系,把数据分成呼吸链复合物内部和呼吸链复合物之间两大类。结果表明,这两类蛋白在共进化特征方面具有显著差异性(Wilcoxon test, p-value=4.4xE-6)。我们的研究揭示出蛋白共进化一些重要的信息,将对今后的蛋白与蛋白相互作用机制研究提供一些帮助。此外,我们的结果为线粒体内膜上的蛋白质复合物在行使功能活性时会进一步形成超级复合物方面的研究提供了一些线索。随着核编码呼吸链蛋白测序量的众深化,更加详细全面的线粒体呼吸链蛋白的相互作用图将对线粒体动力学研究提供重大的帮助。