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鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium,S.typhimurium)属于泛嗜性沙门氏菌,周生鞭毛,能导致各种畜禽的伤寒、副伤寒,还能引起人类的食物中毒。鞭毛是细菌的运动器官,鞭毛的纤维结构由鞭毛丝、鞭毛鞘和基体组成。鞭毛虽然只是某些细菌的特殊结构,但它在细菌分类、致病性、抗原性等方面具有重要意义。
鼠伤寒沙门氏菌和鸡白痢沙门氏菌同为沙门氏菌属,但鼠伤寒沙门氏菌有鞭毛,而鸡白痢无鞭毛。鸡白痢沙门氏菌鞭毛基因中有5个假基因flhA、flhB、flgK、flgI和tar,为了研究这5个基因是否与鸡白痢和鼠伤寒沙门氏菌的动力和致病性相关,我们设计了本次试验,利用链霉素反向筛选系统,分三部分敲除鼠伤寒鞭毛基因:分别含flhA和flhB基因、flgK和flgI基因、tar基因的片段。首先利用Red重组系统敲除鼠伤寒沙门氏菌鞭毛基因fliC,使其缺失鞭毛和动力,作为鞭毛阴性对照。鼠伤寒沙门氏菌为链霉素敏感菌,在细菌中,链霉素抗性基因为隐性,我们转入链霉素抗性基因替换敏感基因,获得鼠伤寒沙门氏菌链霉素抗性菌株,从而利用链霉素反向筛选抗性盒,进行基因敲除。反向筛选是在反向筛选标记的基础通过两次重组准确无痕敲除基因的方法。第一次电转入的线性DNA片段两端50bp序列与靶基因同源、中间为链霉素敏感基因和卡那抗性基因串联的片段,将此片断电转入受体菌中,在Red蛋白的作用下,发生第一次同源重组,消除目的基因片段,卡那抗性筛选。第二次电转入两端同源臂串联序列,将第一次电转入的线性DNA片段重组消除,链霉素抗性进行筛选。敲除后目的菌株无任何残留,达到无痕敲除,操作方便且效率高。
在本实验中,我们构建了鼠伤寒沙门氏菌链霉素抗性菌株,获得了鼠伤寒鞭毛动力缺失株STM△fliC,扩增出了链霉素反向筛选抗生素盒,并在鼠伤寒沙门氏菌鞭毛基因敲除中进行试用,未筛选到敲除菌株。
上述实验为鞭毛基因的后续敲除和深入研究打下了基础。