仔猪致病性大肠杆菌毒力因子多重PCR检测方法的建立及其致病性研究

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仔猪因自身消化道系统及其肠道菌群还未稳定建立,免疫系统发育尚未完善,易受病原微生物侵袭而出现仔猪腹泻的症状,尤其在断奶失去母源抗体后的仔猪最为严重。最常见的仔猪腹泻症状为仔猪黄白痢,主要为致病性大肠杆菌(pathogenic Escherichia coli)感染。环境中低浓度的致病性大肠杆菌就可以感染仔猪从而导致疾病的发生,造成巨大的经济损失,因此加强对仔猪源致病性大肠杆菌的检测尤为重要。本研究首先从吉林省各地猪场断奶后仔猪采集的1418份肛拭子中分离纯化到1219株疑似大肠杆菌菌株,并对其进行16S r RNA基因鉴定,最终确定1156株大肠杆菌,阳性率为94.83%。随后,本研究建立检测致病性大肠杆菌常见毒力因子的多重PCR方法,并通过改变2×Extaq Mix和引物添加量以及退火温度来实现对多重PCR检测方法的优化。最终确定的PCR反应体系为25μL:上下游引物(1 nmol)各0.5μL,模板1μL,2×Extaq Mix 12.5μL,加dd H2O至25μL;PCR反应条件为94℃预变性10 min,94℃变性30 s、58℃退火30 s、72℃延伸30 s,35个循环,72℃延伸10 min。该方法具有良好的特异性和敏感性,只对大肠杆菌参考菌株进行特异性扩增反应,其检出限为0.13μg/m L。将建立的多重PCR检测方法应用于1156株大肠杆菌分离株,结果显示,共有482株大肠杆菌存在所测的6种毒力因子,检出率为EAST1(27.94%)、LT(10.55%)、STb(10.38%)、eae(3.89%)、STa(3.81%)、agg R(0.09%),且这482株大肠杆菌共产生16种毒力因子的组合,其中单一毒力因子EAST1(45.02%)、LT(16.08%)、STa(0.62%)、STb(1.24%)、eae(7.05%)、agg R(0.21%);两个毒力因子组合EAST1-LT(2.70%)、EAST1-STa(0.41%)、EAST1-STb(11.00%)、LT-STa(0.41%)、STa-STb(5.39%)、EAST1-eae(1.24%);三个毒力因子组合EAST1-STa-STb(2.28%)、EAST1-LT-STa(0.21%)、EAST1-LT-STb(4.77%)、LT-STa-STb(0.62%)。本研究进一步对含有不同毒力因子组合的大肠杆菌菌株的致病性进行研究。通过大蜡螟幼虫感染模型结果表明,单一毒力因子中,含有STa、STb与EAST1的菌株致病性相对较强;两个毒力因子组合中,含有EAST1-eae毒力因子的菌株致病性较强;三个毒力因子组合中,含有EAST1-LT-STb毒力因子的菌株致病性较强。选取大蜡螟幼虫实验中致病性较强的菌株在小鼠模型上进行实验,通过预实验确定攻菌量为1×10~9 CFU/小鼠,结果显示,含有EAST1-eae毒力因子的菌株致病性最高,含有STb、EAST1-LT-STb毒力因子的菌株次之,含有STa-STb毒力因子的菌株致病性最低。本研究旨在从断奶仔猪肛拭子中分离大肠杆菌,以其为研究对象,通过建立多重PCR检测方法分离筛选出含有导致仔猪腹泻毒力因子的致病性大肠杆菌,并构建动物感染模型,对含不同毒力因子的菌株致病性进行评估。以期为断奶仔猪致病性大肠杆菌的快速检测和致病性研究提供实验依据。综上所述,本研究建立的多重PCR检测方法效率高、灵敏性强,对致病性大肠杆菌毒力因子的研究以及大肠杆菌感染疾病的防控具有重要意义。
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