食源性大肠杆菌中可移动遗传元件(MGEs)介导的消毒剂与抗生素共同耐药及传播机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671954
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2008.食品质量与安全检测
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Our previous study showed that disinfectant resistance in foodborne Escherichia coli has become serious in recent years. Most importantly, we found that the disinfectant resistance genes and antibiotic resistance genes frequently co-existed in mobile genetic elments (MGEs) in E. coli leading to the co-resistance to disinfectants and antibiotics, which brought new challenge for preventing pathogens and controlling resistance. However, the mechanism of co-resistance to disinfectant and antibiotic and its transmission was not understood. Therefore, further work is needed. In our study, above all, the prevalence of disinfectant and antibiotic resistance in foodborne E. coli will be investigated thoroughly in order to find out the regularity of epidemic. After gotten some sequences of MGEs mediated co-resistance to disinfectant and antibiotic previously, more sequences of MGEs will be obtained and species of MGEs which mediated disinfectant and antibiotic resistance should be detected. Meanwhile, the structures of MGEs will be analyzed and figured out by bioinfomatic softwares. Besides, gene knock out, RT-PCR and other technologies will be used to find out conseved segment's effect on co-resistance. By analyzing the species of MGEs, gene strutures of regulatory elements and measuring the gene expression level, the mechanism of different MGEs mediated high co-resistance level and regularity of disinfectant and antibiotic resistance selecting each other would be discussed. Finally, conjugation, gene knock out, serial passage and fitness cost will be carried out to find out the ability of co-resistance's transmission, condition of transmission and stability of inheritance. Thus, through our study we can explore the mechanism of co-resistance to disinfectant and antibiotic and its transmission in foodborne E. coli, providing new idea and scientific basis for the prevention of foodborne pathogens and antimicrobial resistance.
前期研究表明食源性大肠杆菌对消毒剂的耐药性问题日益突出,更重要的是,消毒剂耐药基因与抗生素耐药基因常共存于可移动遗传元件(MGEs),使菌株呈现出对消毒剂和抗生素共同耐药的特点,然而,目前共同耐药及传播机制尚不清楚。鉴于此,本项目拟继续开展食源性大肠杆菌对消毒剂和抗生素耐药性调查,获取介导共同耐药的MGEs序列,探明耐药性流行规律、MGEs多样性及结构特征;应用基因敲除、RT-PCR等技术研究MGEs保守端序列对耐药性的影响;分析MGEs种类、调控元件等基因结构,测定基因表达水平,研究共同耐药菌株对消毒剂和抗生素高水平耐药机理及耐药性相互选择规律;通过接合试验、基因敲除、连续传代及适应性代价测定等,阐明共同耐药的传播能力、传播条件以及遗传稳定性等科学问题。通过以上研究,探讨食源性大肠杆菌中MGEs介导的消毒剂与抗生素共同耐药及传播机制,可为食源性病原菌及耐药性的防控提供新的思路和科学依据。

结项摘要

大肠杆菌(Escherichia coli)是食品污染中常见的细菌之一,在食品生产、加工、运输、零售过程中可能会发生大肠杆菌污染,对食品安全产生潜在的威胁。与此同时,抗生素、消毒剂的大量使用,造成食源性大肠杆菌对抗生素、消毒剂的耐药性日益严重。研究表明,消毒剂耐药基因与抗生素耐药基因常共存于可移动遗传元件,使菌株呈现出对消毒剂和抗生素共同耐药的特点,然而,大肠杆菌对抗生素、消毒剂的共同耐药及传播机制尚不清楚。. 本研究以食源性大肠杆菌为研究对象,对大肠杆菌的消毒剂和抗生素耐药性调查,发现大肠杆菌对苯扎氯铵(BC)的最小抑菌浓度在8-128μg/mL,对氯化十六烷基吡啶(CPC)的MIC在4-256 μg/mL;大肠杆菌对抗生素的耐药率为6.83%-90.92%。大肠杆菌的中qacEΔ1消毒剂耐药基因检出率为45.45%,sugE(p)和qacF的检出率为28.13%、11.36%。对分离得到的大肠杆菌进行PFGE电泳分型。通过BioNumerics软件对图像进行分析,发现大肠杆菌在养殖、食品中存在交叉污染的现象。构建了消毒剂耐药基因(qacEΔ1、sugE(p))荧光表达载体及工程菌,从可视化角度观察qacEΔ1、sugE(p)基因介导对消毒剂的耐药。构建了重组qacEΔ1、sugE(p)的pET30b(+)表达载体及重组工程菌株,证实 qacEΔ1和sugE(p)基因可介导大肠对BC的耐药。通过二代测序完成25株大肠杆菌的测序,利用三代测序,完成共同耐药大肠杆菌的全基因组测序,发现大肠杆菌的质粒上存在着重金属(chrA)、消毒剂(qacEΔ1)、抗生素(blaCTX-M-55、oqxA、oqxB)耐药基因,可能使大肠杆菌同时产生对重金属、消毒剂、抗生素耐药性。耐药基因两侧存在大量的插入序列(IS26),表明其耐药基因可能存在转移的潜力。阐明大肠杆菌1整合子检出率和携带的基因盒种类,主要以携带3’端qacEΔ1-sul1,基因盒以dfrA17-aadA5,dfrA1-aadA1为主。接合试验说明供qacEΔ1耐药基因能在细菌间进行水平传播。对共同耐药菌株诱导,发现大肠杆菌对抗生素和消毒剂耐药性之间存在相互选择。本研究对防控消毒剂和抗生素耐药性与传播有着重要作用,可为消毒剂及抗生素的规范、合理使用提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Genetic and antimicrobial resistance profiles of Salmonella spp. isolated from ducks along the slaughter line in southwestern China
沙门氏菌的遗传和抗菌药物耐药性概况。
  • DOI:
    10.1016/j.foodcont.2019.106805
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    FOOD CONTROL
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Han, Xinfeng;Peng, Junfeng;Zou, Likou
  • 通讯作者:
    Zou, Likou
牛粪发酵过程中抗生素耐药基因及相关菌群组成变化规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生态毒理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓雯文;杨盛智;何雪萍;晋蕾;龙梅;陈姝娟;邹立扣
  • 通讯作者:
    邹立扣
Prevalence, antimicrobial resistance profiles and virulence-associated genes of thermophilic Campylobacter spp. isolated from ducks in a Chinese slaughterhouse
嗜热弯曲杆菌属的患病率、抗菌药物耐药性和毒力相关基因。
  • DOI:
    10.1016/j.foodcont.2019.04.038
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    FOOD CONTROL
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Han, Xinfeng;Guan, Xingai;Zou, Likou
  • 通讯作者:
    Zou, Likou
Heavy metals, antibiotics and nutrients affect the bacterial community and resistance genes in chicken manure composting and fertilized soil
重金属、抗生素和养分影响鸡粪堆肥和施肥土壤中的细菌群落和抗性基因
  • DOI:
    10.1016/j.jenvman.2019.109980
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    Deng, Wenwen;Zhang, Anyun;Zou, Likou
  • 通讯作者:
    Zou, Likou
Antibiotic Resistance in Salmonella from Retail Foods of Animal Origin and Its Association with Disinfectant and Heavy Metal Resistance
动物源性零售食品中沙门氏菌的抗生素耐药性及其与消毒剂和重金属耐药性的关系
  • DOI:
    10.1089/mdr.2017.0127
  • 发表时间:
    2018-07-01
  • 期刊:
    MICROBIAL DRUG RESISTANCE
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Deng, Wenwen;Quan, Yuan;Zou, Likou
  • 通讯作者:
    Zou, Likou

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其他文献

四川省猪、鸡源大肠杆菌对抗生素耐药性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
    岳秀英;葛荣;吴晓岚;陆强;孙吉;宁宜宝;邹立扣
  • 通讯作者:
    邹立扣
食源米曲霉菌株的分离及其降解高效氯氰菊酯和3-苯氧基苯甲酸的特性研究
  • DOI:
    10.13343/j.cnki.wsxb.20200634
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘书亮
四川省猪源沙门氏菌及耐药性变迁调查
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    四川动物
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    岳秀英;葛荣;汪开毓;吴晓岚;陆强;孙吉;宁宜宝;邹立扣;谢玉英
  • 通讯作者:
    谢玉英

其他文献

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邹立扣的其他基金

blaOKP β-内酰胺酶耐药基因进化研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 项目类别:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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