陳 星,唐金利,姜宮凌俠,亢振軍,李 楠
(1.南寧師范大學(xué)北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 南寧 530001;2.廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530004;3.北部灣大學(xué)海洋學(xué)院,廣西 欽州 535011)
海洋弧菌(Vibrio)是一類(lèi)菌體短小的異養(yǎng)型革蘭陰性細(xì)菌,兼性厭氧,廣泛分布于海水及海洋動(dòng)物體內(nèi),多有好鹽性、運(yùn)動(dòng)性及氧化酶陽(yáng)性,可在硫代硫酸鹽-檸檬酸鹽-膽鹽-蔗糖(Thiosulfate-citrate-bile salts-sucrose,TCBS)瓊脂培養(yǎng)基上生長(zhǎng)[1]。海洋弧菌中,重氮營(yíng)氧弧菌(Vibriodiazotrophicus)、需鈉弧菌(V.natriegens)和海利斯頓氏菌(V.pelagius)等異養(yǎng)型固氮菌可將空氣中的氮分子還原成氨態(tài)氮,參與海洋無(wú)機(jī)氮循環(huán)[2]。多糖降解性弧菌可降解幾丁質(zhì)等復(fù)雜糖類(lèi),可用于處理海洋污染物[1]。費(fèi)希爾弧菌(V.fischeri)、哈維氏弧菌(V.harveyi)和火神弧菌(V.logei)等少數(shù)幾種以浮游、附存(含附著、寄生、腐生)和共生方式生活的弧菌可以發(fā)光,其發(fā)光程度與毒性濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,可用于水環(huán)境樣品的生物毒性檢測(cè)[3]。除有固氮、降解多糖、發(fā)光等能力外,以霍亂弧菌(V.cholera)、副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)、哈維氏弧菌、創(chuàng)傷弧菌(V.vulnificus)和溶藻弧菌(V.alginolyticu)為主的多種海洋弧菌還有致病性,除可感染魚(yú)蝦外,還可引發(fā)人類(lèi)霍亂、胃腸炎和炎癥等多種疾病[4]。不同鹽度、深度、溶氧和pH 的海水中均有大量弧菌群,它們不僅在海洋生態(tài)系統(tǒng)元素循環(huán)中發(fā)揮重要作用,還關(guān)乎水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展和人類(lèi)健康。
目前,弧菌科包含弧菌屬、發(fā)光桿菌屬、另類(lèi)弧菌屬、腸弧菌屬、鹽弧菌屬、格里蒙氏菌屬、海膽單胞菌屬和鏈狀球菌屬等8 屬,150 多種[5-6]。早期的傳統(tǒng)表型鑒定分類(lèi)方法是對(duì)弧菌進(jìn)行純培養(yǎng),再根據(jù)包括菌落形態(tài)、生理特征以及免疫學(xué)特性等弧菌表型進(jìn)行分類(lèi)鑒定。Vandenberghe 等[7-8]使用Biolog GN 系統(tǒng)對(duì)各類(lèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖生物體內(nèi)所有分離物進(jìn)行表型鑒定,發(fā)現(xiàn)弧菌屬是一個(gè)表型多樣化的群體,在不同生長(zhǎng)周期與環(huán)境下呈現(xiàn)不同的表型和理化特征。隨著弧菌新種的增加,僅通過(guò)簡(jiǎn)單的表型分類(lèi)難以對(duì)弧菌科種類(lèi)進(jìn)行合理分類(lèi)[8-9]。如豚鼠氣單胞菌(Aeromonas caviae)通常被鑒定為河流弧菌(V.fluvialis)[10],在未進(jìn)行完整的形態(tài)特征篩選試驗(yàn)時(shí),嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)和類(lèi)志賀毗鄰單胞菌(Plesiomonas shigelloides)會(huì)被誤認(rèn)為是弧菌[11]。當(dāng)前,TCBS 培養(yǎng)基是常用弧菌分離篩選培養(yǎng)基之一,Cleland 等[12]報(bào)道,海水、蛤和牡蠣樣品在TCBS培養(yǎng)基上分離出的53%的菌落可被鑒定為弧菌,Bolinches 等[13]從TCBS 培養(yǎng)基中挑取的83%的河口水樣分離株是弧菌。但有研究顯示,用表面熒光顯微鏡直接計(jì)數(shù)的活菌數(shù)始終高于相應(yīng)的TCBS 平板計(jì)數(shù),表明部分弧菌會(huì)進(jìn)入不可培養(yǎng)狀態(tài)[14]。所以依靠表型鑒定的分類(lèi)學(xué)方法僅針對(duì)可培養(yǎng)弧菌,卻無(wú)法有效篩選鑒定不可培養(yǎng)的弧菌類(lèi)群。因此,人們開(kāi)始轉(zhuǎn)向利用現(xiàn)代分子生物學(xué)方法。從20 世紀(jì)60 年代開(kāi)始,分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展使弧菌分類(lèi)學(xué)研究進(jìn)入分子生物學(xué)時(shí)代,許多新技術(shù)和方法在弧菌分類(lèi)學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用。弧菌的16S rRNA 基因和其他功能基因等分子生物學(xué)方法已成為海洋弧菌分類(lèi)鑒定的重要手段。筆者根據(jù)已有的弧菌分類(lèi)學(xué)研究成果,闡述海洋弧菌鑒定與分類(lèi)相關(guān)功能基因(表1)及其應(yīng)用研究進(jìn)展。
表1 常見(jiàn)功能基因的引物序列Table 1 Primer sequence of common functional genes
表1 續(xù)(Continued)
細(xì)菌的核糖體RNA 有3 種類(lèi)型,即23S rRNA、16S rRNA 和5S rRNA,16S rRNA 基因?yàn)榧?xì)菌、藍(lán)藻、放線(xiàn)菌和支原體等原核生物所共有,其功能同源且最為古老,既含有保守序列,又含可變序列。保守序列區(qū)可反映生物物種的親緣關(guān)系,為系統(tǒng)發(fā)育重建提供線(xiàn)索;可變序列區(qū)可揭示生物物種的特征核酸序列,是屬種水平鑒定的重要分子依據(jù)。16S rRNA 基因的序列長(zhǎng)度約1 500 bp,分子大小適合操作,序列變化與進(jìn)化距離相適應(yīng)[43]。通過(guò)比較各類(lèi)原核生物16S rRNA 基因的序列,利用序列差異計(jì)算它們之間的進(jìn)化距離,可繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù),從而鑒定樣本中的分類(lèi)信息[43]。Kim 等[44-45]從16S rRNA 基因序列中尋找弧菌屬保守但特異于其他菌屬的可變區(qū)位點(diǎn),在該可變區(qū)位點(diǎn)設(shè)計(jì)創(chuàng)傷弧菌的特異性引物,建立一種檢測(cè)和鑒別創(chuàng)傷弧菌菌株的PCR 方法來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)表型鑒定法。盡管16S rRNA基因的生物信息學(xué)提供了鑒定弧菌菌株較為客觀和可靠的方法,但它在種的水平上有一定局限性,16S rRNA 基因序列幾近相同也不能保證兩個(gè)弧菌菌株屬于同一物種[46],因此,不能鑒定到種。人們開(kāi)始嘗試用其他的功能基因和特異性毒力基因進(jìn)行海洋弧菌的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析,這些功能基因可與16S rRNA 基因相結(jié)合,對(duì)同屬不同物種作系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析。
管家基因被認(rèn)為是揭示高等分類(lèi)學(xué)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的潛在標(biāo)記,可為弧菌系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)尋找新的鑒定標(biāo)記,提高弧菌分類(lèi)的準(zhǔn)確性。常用的弧菌物種鑒定基因分析方法包括擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)、重復(fù)性外源回文元件PCR(rep-PCR)、DNA-DNA 雜交和多位點(diǎn)序列分析(MLSA),弧菌科的分類(lèi)很快從使用單一基因發(fā)展到使用多個(gè)基因序列進(jìn)行鑒定和系統(tǒng)發(fā)育分析[47]。例如,同時(shí)用8 個(gè)管家基因序列(ftsZ、gapA、gyrB、mreB、pyrH、recA、rpoA、topA)和16S rRNA 基因的MLSA 方案,為弧菌科鑒定和分類(lèi)提供更高分辨率[48]。
recA基因產(chǎn)物是一種多功能蛋白,有水解LexA阻遏蛋白的活性,最早發(fā)現(xiàn)于大腸桿菌(Escherichia coli),參與調(diào)控多種重要的細(xì)胞功能,包括同源重組、抗紫外線(xiàn)和X 射線(xiàn)以及SOS 修復(fù)DNA 損傷介導(dǎo)的突變[49]。Llyod 首先嘗試用recA進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)生學(xué)研究[50]。1995 年Eiesn[51]分別以recA和16S rRNA基因?yàn)橄到y(tǒng)學(xué)標(biāo)記,從 Genbank 中選擇來(lái)自不同物種的DNA 序列,用相同NJ 建樹(shù)方法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(shù),發(fā)現(xiàn)二者的進(jìn)化枝模式及分辨率極為相似,在系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)的變形細(xì)菌(Proteobacteria)、棲熱菌屬(Thermus)和耐輻射異常球菌屬(Deinococcus radiodurans)等進(jìn)化枝,recA分辨率優(yōu)于16S rRNA基因。近年來(lái),有研究表明recA基因作為系統(tǒng)學(xué)標(biāo)記可有效地對(duì)弧菌屬進(jìn)行種的鑒定,結(jié)果顯示,當(dāng)弧菌菌株之間的16S rRNA 基因序列相似性大于98%時(shí),弧菌recA基因之間的相似性為83%~ 99%,表明recA基因序列比16S rRNA 基因有更強(qiáng)的辨別力[52]。因此,相比于16S rRNA 基因,recA的某些區(qū)段有較高的物種專(zhuān)一性。
gyrB基因常見(jiàn)于細(xì)菌中,編碼DNA 促旋酶B亞基蛋白,是一個(gè)單拷貝基因,也具有PCR 引物開(kāi)發(fā)的保守區(qū)域,在DNA 復(fù)制過(guò)程中起重要作用[53]。gyrB基因序列已用于假單胞菌(Pseudomonades)[54]、分枝桿菌(Mycobacterium)[55]、小單孢菌(Micromonospora)[56]的分類(lèi)研究,表明gyrB是一個(gè)合適的系統(tǒng)發(fā)育標(biāo)記,也可用于研究弧菌物種水平的系統(tǒng)發(fā)育和分類(lèi)學(xué)關(guān)系[35]。Luo 等[34]對(duì)9 株溶藻弧菌的gyrB片段(約1.2 kb)進(jìn)行測(cè)序,并分析它們與其它相似弧菌的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,發(fā)現(xiàn)所有溶藻弧菌在系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)中分成一個(gè)強(qiáng)支持的簇,表明gyrB是溶藻弧菌成員鑒定和分類(lèi)學(xué)分析的有效靶標(biāo),并成功開(kāi)發(fā)了基于gyrB基因的PCR 方法。此外,gyrB基因也可與16S rRNA 基因序列結(jié)合進(jìn)行燦爛弧菌(V.splendidus)相關(guān)菌株的系統(tǒng)發(fā)育分析[57]。副溶血弧菌和溶藻弧菌的16S rRNA 基因序列幾近相同,僅基于16S rRNA 基因的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系難以對(duì)物種進(jìn)行鑒定分類(lèi),但將它們的gyrB基因之間的系統(tǒng)發(fā)育距離放大后則可鑒定為不同物種[35]。通過(guò)gyrB序列數(shù)據(jù)分析弧菌新分離株的系統(tǒng)發(fā)育位置,每一群弧菌新分離株均滿(mǎn)足序列多樣性的閾值標(biāo)準(zhǔn),為弧菌不同種屬間的序列多樣性提供了新依據(jù)[35]。
rpoA和rpoB分別編碼RNA 聚合酶的α 亞基和β 亞基,核糖核酸亞基通過(guò)二聚作用啟動(dòng)α 聚合酶的組裝,形成β 亞基相互作用的平臺(tái)[58]。該序列比16S rRNA 基因進(jìn)化更快,目前已有學(xué)者提出rpoB基因序列可作為細(xì)菌鑒定方法[59],已被認(rèn)為適合于區(qū)分衣原體(Chlamydia)[60]、大腸桿菌(Escherichia coli)[61]和乳桿菌(Lactobacillus)[62],并用于鑒定許多分類(lèi)群中的細(xì)菌分離物,包括假單胞菌屬(Pseudomonas)[63]、棒狀桿菌(Corynebacterium)[64]和葡萄球菌(Staphylococcus)[65]。此外,該基因還可用于弧菌的分類(lèi)鑒定,Dalmasso 等[40]通過(guò)設(shè)計(jì)rpoA的特異性引物,比對(duì)所有弧菌屬的rpoA基因序列,建立一種基于rpoA基因的弧菌屬PCR 檢測(cè)方法,并引入靶向16S rRNA 基因的細(xì)菌特異性引物作為非競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)部擴(kuò)增對(duì)照來(lái)消除假陰性結(jié)果,結(jié)果表明,該rpoA和16S rRNA 基因結(jié)合的PCR檢測(cè)方法專(zhuān)屬性強(qiáng)、快速、可靠,為分離菌落中弧菌屬的鑒定提供一種常規(guī)的篩選技術(shù)[40]。對(duì)于rpoB基因,Ki 等[41]通過(guò)對(duì)從沿海水域分離到的29 株表型不同的弧菌進(jìn)行rpoB和16S rRNA 基因序列測(cè)定以及系統(tǒng)發(fā)育比較成功將29 株菌劃分為11 個(gè)不同的種,表明rpoB在弧菌屬系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)上的分辨率約為16S rRNA 基因的3 倍。多重PCR 主要針對(duì)保守管家基因的變異,Tarr 等[42]建立一個(gè)弧菌的rpoB參考數(shù)據(jù)庫(kù),確定rpoB基因的870 bp 部分核苷酸序列,并結(jié)合其他管家基因,鑒定無(wú)法基于表型或多重PCR分類(lèi)的弧菌分離物,認(rèn)為多重PCR和rpoB的組合測(cè)序可快速準(zhǔn)確地鑒定出對(duì)人類(lèi)有致病性的主要弧菌物種,rpoB可為弧菌屬的其他種提供鑒定工具。
pyrH是編碼鳥(niǎo)苷酸激酶的管家基因,參與生物體內(nèi)嘧啶核苷酸從頭合成重要嘧啶代謝活動(dòng),一般與rpoA、recA等管家基因聯(lián)合作為分子標(biāo)記,在弧菌鑒定中起重要作用[37]。Thompson[39]利用rpoA、recA和pyrH的分子標(biāo)記位點(diǎn),包括16S rRNA 基因構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)均與以往的多相分類(lèi)研究基本一致,從而確定三個(gè)位點(diǎn)間的種間變異,發(fā)現(xiàn)弧菌種(Vibriospp.)、發(fā)光細(xì)菌(Photobacteria)、腸弧菌(Enterovibrio)和鹽弧菌(Salinivibrio)在各分子標(biāo)記位點(diǎn)上均有不同程度的分化,每個(gè)物種明顯地形成了依基因序列相似性而分開(kāi)的簇,同一弧菌屬的不同菌株rpoA、recA和pyrh基因序列的一致性分別為98%、94%和94%,說(shuō)明這三個(gè)基因位點(diǎn)在物種間的區(qū)分能力比16S rRNA 基因序列更強(qiáng)?;魜y弧菌和擬態(tài)弧菌(Vibriomimicus)的表型和基因組相似,兩者難以快速分離鑒定,但同時(shí)利用管家基因pyrh、recA和rpoA的特定序列對(duì)45 株來(lái)自不同地理區(qū)域和寄主的代表性菌株進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)霍亂弧菌和擬態(tài)弧菌在每個(gè)基因的基礎(chǔ)上形成了單獨(dú)的種群,同時(shí)在這三個(gè)位點(diǎn)上,擬態(tài)弧菌比霍亂弧菌有更多的異質(zhì)性,其中pyrH基因?qū)^(qū)分霍亂弧菌和擬態(tài)弧菌的分辨率最高[66]。這些結(jié)果表明,采用rpoA、recA和pyrh基因的多位點(diǎn)序列分析方法可用于這兩種弧菌的鑒定。此外,González-Castillo 等[67]除利用16S rRNA 基因和管家基因pyrH的測(cè)序外,還通過(guò)包括表型特征以及DNA-DNA雜交多相分類(lèi)學(xué)方法,分離鑒定出Vibrio toranzoniae。
弧菌通常由于其毒力基因的表達(dá)而具有致病性,在水產(chǎn)養(yǎng)殖和疾病診斷中,致病性弧菌的快速檢測(cè)顯得尤為重要,然而毒力菌株的生長(zhǎng)特性并不明顯,且與其他細(xì)菌相比,它們的種群數(shù)量極低,所以傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法難以在臨床和食品樣品中檢測(cè)到毒力菌株[68]。因此基于毒力基因的PCR 測(cè)定法在鑒定弧菌病原體的特異性標(biāo)記物方面有較高的應(yīng)用價(jià)值。
溶血素(hemolysin)是一種外毒素,可攻擊血細(xì)胞膜并導(dǎo)致細(xì)胞破裂,可能是致病性弧菌中分布最廣的毒素,在感染過(guò)程中發(fā)揮多種作用。而編碼熱穩(wěn)定直接溶血素 (thermostable direct hemolysin)、熱穩(wěn)定直接溶血素相關(guān)溶血素(thermostable direct hemolysin-related hemolysin)和不耐熱溶血素(thermolabile hemolysin)的毒力因子基因tdh、trh和tlh與人類(lèi)病原體副溶血弧菌的毒力強(qiáng)烈相關(guān),被認(rèn)為是副溶血弧菌的特征分子標(biāo)記,也是最簡(jiǎn)單和最常用的致病性診斷基因[16]。針對(duì)三種溶血素基因tlh、tdh和trh的多重PCR 方法已用于檢測(cè)墨西哥灣海水中的副溶血弧菌,tlh基因是種特異性的標(biāo)記物,而tdh和trh基因是致病性菌株的標(biāo)記基因,結(jié)果顯示三種靶向基因具有高度特異性,58%的牡蠣樣品有tlh陽(yáng)性,表明存在副溶血弧菌,而58%的牡蠣樣品中21%為tdh陽(yáng)性,0.7%為trh陽(yáng)性,表明存在牡蠣樣品中的副溶血弧菌是致病性菌株[16]。2010 年還報(bào)道了同時(shí)針對(duì)tlh、tdh和trh三種靶基因的單一反應(yīng),利用SYBRGreenTM的實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)貝類(lèi)和海灣水中總副溶血弧菌和致病性副溶血弧菌,該方法快速、特異、敏感和經(jīng)濟(jì)高效,有助于減少與海產(chǎn)品相關(guān)的副溶血弧菌疾病暴發(fā)[16]。需要指出的是,因?yàn)樵谝恍┓侵虏⌒跃曛胁⒉淮嬖谶@些毒力基因,這意味著這些毒力基因不能作為所有副溶血弧菌的特異性靶標(biāo),因此,準(zhǔn)確鑒定副溶血弧菌需要更新和更準(zhǔn)確靶標(biāo)。
toxR基因雖然廣泛分布于弧菌科細(xì)菌,但在不同弧菌中調(diào)控機(jī)制不盡相同。toxR基因最先在霍亂弧菌中發(fā)現(xiàn),由它編碼的跨膜轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白ToxR參與調(diào)控霍亂弧菌的一些主要毒力基因和外膜蛋白的表達(dá)[69-70]。在創(chuàng)傷弧菌中的ToxR 蛋白可正調(diào)控高毒性溶血素vvh 基因的表達(dá),使其表達(dá)量提高五倍[71]。而編碼副溶血弧菌的主要致病因子——熱穩(wěn)定直接溶血素的tdh基因也受ToxR 蛋白調(diào)控[72]。霍亂弧菌、副溶血弧菌和創(chuàng)傷弧菌之間toxR基因核苷酸序列的相似性為50%~ 60%[69,71-72]。這種在弧菌科中廣泛分布而種間相似性較低的特性使toxR基因成為弧菌科菌種鑒定的良好分子靶標(biāo)。Franco等[73]采用PCR 方法擴(kuò)增哈維氏弧菌的toxR基因片段,其序列分析和比對(duì)結(jié)果表明,哈維氏弧菌toxR基因與副溶血弧菌的toxR基因序列同源性為87%,與河流弧菌(Vibrio fluvialis)的同源性為84%,與創(chuàng)傷弧菌的同源性為83%,與坎氏弧菌(Vibrio campbellii)的部分序列相似;與16S rRNA 基因相比,toxR基因的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)差異更大,易將哈維氏弧菌、坎氏弧菌和副溶血弧菌區(qū)分開(kāi)。另外,將toxR基因序列和毒力基因(tdh和trh)結(jié)合,有助于快速檢測(cè)從臨床標(biāo)本中分離的疑似副溶血弧菌菌株,從而特異性鑒定副溶血弧菌[24]。Fu 等[74]建立了一種基于環(huán)介導(dǎo)的等溫?cái)U(kuò)增(LAMP)技術(shù)的快速診斷方法,對(duì)靶向溶藻弧菌的toxR基因進(jìn)行引物設(shè)計(jì),成功鑒定來(lái)自105 種不同細(xì)菌分離物的93 種溶藻弧菌菌株,并通過(guò)16S rRNA 基因測(cè)序證實(shí)它們的同一性。
霍亂毒素和溶血素是霍亂弧菌產(chǎn)生致病性的主要原因,ctxA和hlyA是產(chǎn)生這兩種毒素的編碼基因,通過(guò)PCR 擴(kuò)增霍亂毒素A 亞基基因(ctxA)的部分片段(564 bp)可鑒定產(chǎn)毒霍亂弧菌O1 類(lèi)群菌株[75],亦可與ctxA毒素調(diào)節(jié)因子基因(toxR)、60 ku 伴侶蛋白產(chǎn)物基因(groEL)等其他多種致病相關(guān)基因結(jié)合作為檢測(cè)的靶序列,對(duì)各種環(huán)境水樣中產(chǎn)毒霍亂弧菌進(jìn)行快速檢測(cè)和鑒定[76]。此外,Shangkuan 等[77]用擴(kuò)增ctxA2-B 基因片段的引物和針對(duì)hlyA基因的三個(gè)引物建立了多重PCR 技術(shù),用于產(chǎn)毒素霍亂弧菌和O1 型霍亂弧菌的鑒定。
Wang 等[78]以編碼毒力調(diào)節(jié)蛋白irgB的基因?yàn)槟繕?biāo),建立了針對(duì)irgB、tdh和trh基因的多重PCR檢測(cè)副溶血弧菌分離株和毒力菌株的方法,結(jié)果表明,irgB基因是一種新的、有效的副溶血弧菌檢測(cè)標(biāo)記。hsp60基因可作為海洋弧菌系統(tǒng)發(fā)育分析和物種鑒定的一個(gè)有用的替代目標(biāo),以補(bǔ)充更常規(guī)的鑒定系統(tǒng)[11]。hsp60基因在不同弧菌種屬間的序列同源性為71%~ 82%,同種弧菌菌株之間的序列同源性為96%~100%,可明確區(qū)分目前研究中的絕大多數(shù)弧菌物種,以及經(jīng)常被傳統(tǒng)的生化方法誤認(rèn)為是弧菌的嗜水氣單胞菌和類(lèi)志賀毗鄰單胞菌[11]。編碼熱休克蛋白的groESL在細(xì)菌中普遍存在且高度保守,groESL基因中的基因間隔區(qū)(ISR)不僅可檢測(cè)弧菌種,還可特異性地檢測(cè)副溶血弧菌和創(chuàng)傷弧菌[79]。與其他管家基因相比,dnaJ基因在區(qū)分溶珊瑚弧菌(Vibriocoralliilyticus)和海神弧菌(Vibrio neptunius)、哈維氏弧菌和半滑舌鰨病原菌輪蟲(chóng)弧菌(Vibrio rotiferianus)方面優(yōu)于recA和rpoA,可作為鑒定弧菌種類(lèi)的新工具[80]。Nhung 等[81]還利用dnaJ基因建立了一種適用于常規(guī)診斷實(shí)驗(yàn)室的PCR 方法,用于鑒定霍亂弧菌、副溶血弧菌、創(chuàng)傷弧菌、擬態(tài)弧菌和溶藻弧菌等5 種人類(lèi)病原體;除這5 種弧菌和非弧菌菌株外,其他所有菌株均無(wú)特異性PCR 片段。Machado 等[69]利用基于103 個(gè)弧菌科菌株基因組的數(shù)據(jù)平臺(tái),發(fā)現(xiàn)fur基因的種內(nèi)相似性大于95%,與16S rRNA 基因和MLSA 分析結(jié)果一致,證明fur基因在鑒定弧菌科物種中的高分辨率及其作為一個(gè)系統(tǒng)發(fā)育標(biāo)記的作用。fur基因系統(tǒng)發(fā)育能力的發(fā)現(xiàn)和PCR 方法的發(fā)展可用于該基因的擴(kuò)增和測(cè)序,無(wú)論是單獨(dú)使用,還是和MLSA中的位點(diǎn)一起使用,都是人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。除上述功能基因外,還有tnaA、vhhA和luxR等基因正在逐漸被用于海洋弧菌的鑒定分類(lèi)[28,82-83]。
16S rRNA 基因的分子鑒定技術(shù)已較成功地用于弧菌分類(lèi)鑒定,但該方法在特定情況下無(wú)法很好地鑒定弧菌種間差異。目前,一般采用recA、gyrB、pyrH等管家基因,tdh、tlh、trh等毒力基因和16S rRNA 基因相結(jié)合進(jìn)行特定弧菌的系統(tǒng)鑒定與分類(lèi)研究。此外,近年來(lái),MLSA 技術(shù)分子等標(biāo)記技術(shù)也常用于弧菌種類(lèi)鑒定,盡管提高了弧菌屬系統(tǒng)發(fā)育的分辨率,但此類(lèi)技術(shù)需進(jìn)行多個(gè)位點(diǎn)擴(kuò)增和測(cè)序,不僅提高了研究成本,其鑒定結(jié)果也存在一定誤差?;蚪M測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展和微生物基因組大數(shù)據(jù)的爆炸式增長(zhǎng)將更有利于研究人員針對(duì)弧菌基因組信息,深入發(fā)掘可用于弧菌分類(lèi)鑒定的功能性基因和管家基因資源,通過(guò)不斷探索新型基因分子靶標(biāo)和特異性引物,實(shí)現(xiàn)弧菌屬精準(zhǔn)鑒定,完善分類(lèi)系統(tǒng),從而促進(jìn)海洋弧菌的多樣性研究??傊瑐鹘y(tǒng)的弧菌檢測(cè)方法,已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前海洋弧菌的多樣性研究和致病性弧菌的監(jiān)測(cè)和防控工作需要,采用PCR 技術(shù),研發(fā)新型特異種屬的功能基因檢測(cè)勢(shì)在必行。