IncFII-FIA-FIB型多重耐药质粒pBTR-CTXM的结构基因组学分析
Structural genomics of IncFII-FIA-FIB multidrug resistant plasmid pBTR-CTXM
  
DOI:  10.13344/j.microbiol.china.180431
中文关键词:大肠杆菌,IncFII-FIA-FIB型质粒,pBTR-CTXM,Tn6492,多重耐药
英文关键词:Escherichia coli, IncFII-FIA-FIB plasmid, pBTR-CTXM, Tn6492, Multidrug resistance
基金项目:河北省科技计划项目(17226701D)
作者单位E-mail
李曼莉 1 河北师范大学生命科学学院 河北 石家庄 050024
2 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全国家重点实验室 北京 100071 
 
王利君 3 清华大学附属北京清华长庚医院 清华大学临床医学院 北京 102218  
赵亚超 2 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全国家重点实验室 北京 100071  
蒋昭芳 2 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全国家重点实验室 北京 100071  
周冬生 2 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全国家重点实验室 北京 100071  
童贻刚 2 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全国家重点实验室 北京 100071 tong.yigang@gmail.com 
赵宝华 1 河北师范大学生命科学学院 河北 石家庄 050024 zhaobaohua@hebtu.edu.cn 
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中文摘要:
      【背景】IncFII-FIA-FIB型质粒广泛存在于肠杆菌科细菌中,介导了许多耐药基因的水平转移,并导致细菌多重耐药问题日益严重。【目的】分析IncFII-FIA-FIB型多重耐药质粒pBTR-CTXM的基因组结构,并研究其介导大肠杆菌BTR株的耐药基因水平转移机制。【方法】利用PCR进行耐药基因筛查;接合转移和电转化实验验证质粒pBTR-CTXM是否具备自主接合转移的特性;VITEK 2 Compact全自动细菌鉴定及药敏分析仪测定相关菌株对抗生素的药物敏感性;构建Mate Pair文库并进行细菌全基因组高通量测序和质粒结构基因组学分析。【结果】菌株BTR是携带blaNDM-1、blaCTX-M-15、blaTEM、qnrD、qnrS1、mph(A)、erm(B)和tetA(B)等耐药基因的多重耐药大肠杆菌,其中blaCTX-M-15、mph(A)、erm(B)和tetA(B)等耐药基因均位于大小为144 939 bp的质粒pBTR-CTXM (GenBank登录号MF156697)上,该质粒可与菌株BTR内质粒pNDM-BTR接合共转移到受体菌大肠杆菌EC600中。pBTR-CTXM具备IncFII-FIA-FIB型质粒典型的骨架区结构,其多重耐药(Multidrug-resistant,MDR)区由新的复合型转座子Tn6492、Tn2残余、Tn10残余、ISEcp1-blaCTX-M-15-Δorf477转座单元和一些插入序列组成。【结论】pBTR-CTXM中新复合型转座子Tn6492与Tn10残余和ISEcp1-blaCTX-M-15-Δorf477转座单元共同介导大肠杆菌BTR株的多重耐药与耐药基因的水平传播。
英文摘要:
      [Background] The IncFII-FIA-FIB incompatibility group plasmids are widely encountered in Enterobacteriaceae species. They mediate the horizontal transfer of many resistance genes and lead to the upsurge of multidrug-resistant strains. [Objective] To investigate the genomic characterization of the multidrug-resistant plasmid pBTR-CTXM assigned into IncFII-FIA-FIB incompatibility group and the plasmid-mediated horizontal transfer mechanism of resistance genes of Escherichia coli BTR. [Methods] The screening of antibiotic resistance genes was determined using PCR. The transferability of plasmid pBTR-CTXM was confirmed by conjugation experiments and electroporation experiments. The minimal inhibitory concentration (MIC) values were tested by VITEK 2 Compact system. The complete nucleotide sequence of pBTR-CTXM was determined using next-generation sequencing technology from a mate pair library. Structural genomics of pBTR-CTXM was analyzed subsequently. [Results] The multidrug-resistant E. coli BTR isolate harbored the blaNDM-1, blaCTX-M-15, blaTEM, qnrD, qnrS1, mph(A), erm(B), and tetA(B) genes. The blaCTX-M-15, mph(A), erm(B), and tetA(B) genes were located on pBTR-CTXM (GenBank accession number MF156697) with 144 939 bp in length. The pBTR-CTXM could be conjugatively mobilized to the recipient strain E. coli EC600 by pNDM-BTR, a conjugative plasmid existed in the E. coli BTR. pBTR-CTXM possessed typical backbones of IncFII-FIA-FIB plasmids and a multidrug-resistant (MDR) region, which was comprised of a novel composite transposon Tn6492, the Tn2 remnant, the Tn10 remnant, the ISEcp1-blaCTX-M-15-Δorf477 unit and some insertion sequences (IS) elements. [Conclusion] The novel composite transposon Tn6492, the Tn10 remnant, and the ISEcp1-blaCTX-M-15-Δorf477 unit mediated the horizontal transfer of resistance genes and the antibiotic resistance of E. coli BTR.
李曼莉,王利君,赵亚超,蒋昭芳,周冬生,童贻刚,赵宝华.IncFII-FIA-FIB型多重耐药质粒pBTR-CTXM的结构基因组学分析[J].微生物学通报,2019,46(1):139~150
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