脂多糖是革兰氏阴性细菌主要的表面成分,由内到外包括类脂A,核心多糖和O-抗原.O-抗原是细菌细胞最主要的表面抗原,由重复寡糖单位组成的多聚糖.由于受到选择压力的影响,细菌进化出了种类不同的O-抗原,形成了自然界中最为突出的生物多样性.通过对其多样性产生的遗传基础和进化的研究可以揭示细菌的进化和形成机理.大肠杆菌目前有166种O-抗原,具有丰富的多样性.大肠杆菌O抗原基因簇存在于galF和gnd基因之间,我们选取血清型为O125和O145的两株大肠杆菌用对galF和gnd基因特异的引物,以Long-PCR的方法扩增每个基因簇.扩增后的PCR产物将被DNaseI随机降解,末端补平,将降解产物dA加尾,然后克隆到pGEM-T质粒载体中,电转化入大肠杆菌DH5 α细胞,成功构建了两株大肠杆菌O-抗原基因簇的基因文库.筛选出插入片段长度大于1kb的克隆进行测序.最后将测序的结果在特定的序列分析软件(pregap4/gap4、artemis_V5、BLAST、Primer Premi er 5.0等)上进行生物信息学分析,得到特异基因的结构及其功能.设计引物在所有血清型的大肠杆菌中进行PCR反应,鉴定引物的特异性.用生物信息学的方法对两株菌O抗原基因簇进行分析,发现它们都具有典型的大肠杆菌O-抗原基因簇的特征:O-抗原基因一般以基因簇的形式出现,基因簇位于galF基因到gnd基因之间,并且基因的转录方向绝大部分是从5-3方向转录.少部分合成O抗原的基因存在于galF到gnd序列之外.两株大肠杆菌O-抗原基因簇中都包含有单糖合成酶基因、糖基转移酶基因和寡糖单位处理基因.两株大肠杆菌均为典型的Wzy-依赖型的O-抗原的合成途径.O-抗原基因簇中的G+C﹪偏低.O-抗原基因簇中,合成酶基因的GC含量平均在40﹪左右,而且位于O-抗原基因簇的一端.而其它的糖基转移酶基因和寡糖单位处理基因的GC含量平均在30﹪左右.整个O-抗原基因簇的GC含量平均在30-40﹪,比细菌基因组中其它位置的50﹪的GC﹪含量相比要低,目前普遍认为GC差异说明DNA片段的外源性,并随着在所在种属内的时间的增长而进化到与其它片段相似的GC比,这一特征说明O-抗原起源于低GC含量的细菌中,近期才通过横向转移进入它们目前的细菌中.而且单糖合成酶基因转移到大肠杆菌基因组中的时间要早于寡糖单位处理基因和糖基转移酶基因.对两株大肠杆菌O抗原含有的重要单糖也进行了比较深入的分析.