한국의 다양한 어류 숙주 및 지역에서 분리된 Edwardsiella 분리주의 표현형 및 유전형 비교 분석
- Abstract
- Edwardsiella tarda has been known as the causative agent of Edwardsiellosis, problematic disease in fish culture industry in worldwide including Korea. Since 2013, fish pathogenic E. tarda has been re-identified as E. anguillarum and E. piscicida according to phenotypic and genotypic characteristics. The purpose of this study was to re-identify Edwardisella species isolated from diverse fish and regional origin. Moreover, This study aimed to confirm and compare E. piscicida, E. anguillarum and E. tarda in phenotypic and genotypic characteristics.
A total of 243 isolates formerly identified as E. tarda were re-identified and E. piscicida was the most predominant species in Korea. A conventional multiplex PCR (mPCR) was developed targeting four Edwardsiella species including E. tarda, E. piscicida, E. ictaluri, and E. anguillarum. Analysis of the phenotypic characteristics of E. tarda, E. piscicida and E. anguillarum revealed that antigenicity and pathogenicity were very different among species. Genome sequencing of Edwardsiella strains isolated from Korea was performed and comparative genome analysis was conducted including Korean isolates sequenced in this study. Pangenome analysis showed that pangenome was composed of 14,354 genes and shared 585 core genes. Phylogenetic analysis using core gene and SNP were conducted, it was confirmed that each strain and host origin could be distinguished in E. piscicida and E. anguillarum. Prophage analysis suggests that the prophage includes epidemiological information and can be used as an epidemiological marker. Also, we analyzed the virulence genes included in prophage regions indicating that may be involved in virulence. In conclusion, the three species showed significant differences in characteristics such as host origins, phenotypic characteristics, antigenicity, pathogenicity, and genomic characteristics. Accurate identification of these species is needed to establish treatment strategies in the future. In particular, the characteristics of intraspecies level were different depending on the host and regional origins. These results might contribute as fundamental data for future vaccine development, treatment and control strategies.
- Issued Date
- 2022
- Awarded Date
- 2022. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 수산생명의학과
- Advisor
- 김도형
- Table Of Contents
- I. 한국에서 분리한 Edwardsiella species의 재동정 1
1. 서론 2
2. 재료 및 방법 4
2.1. 세균의 수집 및 배양 4
2.2. DNA 분리 6
2.3. Edwardsiella 종 특이 프라이머를 이용한 재동정 6
2.4. Edwardsiella 4종 분별을 위한 Multiplex PCR 방법의 개발 8
3. 결과 10
3.1. 우리나라 유래 Edwardsiella 분리주의 재동정 10
3.2. 어류 유래 Edwardsiella 4종 분별을 위한 multiplex PCR 14
4. 고찰 17
II. Edwardsiella spp.의 표현형적 특성 19
1. 서론 20
2. 재료 및 방법 21
2.1. 사용 분리주 21
2.2. 생화학적 특성 시험 22
2.2.1. 배양 온도별 생장 시험 22
2.2.2. 염분 농도별 생장 시험 22
2.2.3. pH별 생장 시험 22
2.2.4. 생화학 시험 22
2.3. Mannitol 첨가 Salmonella Shigella (SS) 배지에서의 배양 특성 23
2.4. 혈청형 시험 23
2.4.1. 항혈청의 제작 23
2.4.2. Formalin Killed Cell (FKC) 제작 23
2.4.3. 항혈청을 이용한 Microtiter agglutination 24
2.5. 항생제 감수성 시험 26
2.6. 병원성 시험 26
2.7. 통계 분석 28
3. 결과 29
3.1. 생화학적 특성 29
3.2. 생화학적 특성 기반 E. piscicida와 E. anguillarum의 분별 배양 33
3.3. 항생제 감수성 패턴 34
3.4. 혈청형 시험 36
3.5. 병원성 시험 38
4. 고찰 41
III. Edwardsiella tarda, E. piscicida, E. anguillarum의 genome sequencing 44
1. 서론 45
2. 재료 및 방법 46
2.1. 분리주의 선정 46
2.2. DNA 분리 48
2.3. Genome sequencing 개요 48
2.3.1. Platform 48
2.3.2. Illumina iSeq sequencing 48
2.3.3. Oxford nanopore sequencing 49
2.3.4. Sequencing quality check, assembly 및 annotation 수행 49
2.3.5. Average nucleotide identity (ANI) 분석 49
2.3.6. Plasmid 확인 49
2.3.7. Genome visualization 50
3. 결과 51
3.1. 염기 서열 분석 결과의 개요 51
3.2. ANI 분석 결과 54
3.3. E. piscicida genome sequencing 결과 56
3.4. E. anguillarum genome sequencing 결과 63
3.5. E. tarda genome sequencing 결과 71
4. 고찰 74
IV. Edwardsiella 속에 속한 3개 종의 게놈 비교 분석 78
1. 서론 79
2. 재료 및 방법 81
2.1. 사용된 Edwardsiella 분리주의 목록 81
2.2. Pangenome 분석 86
2.3. Gene list enrichment 분석 86
2.4. Phylogenetic analysis 86
2.5. 항원 및 병원성 관련 유전자의 탐색 86
2.6. Gene presence/absence 분석 87
2.7. Prophage 분석 87
2.8. Visualization 87
3. 결과 및 고찰 89
3.1. Pangenome 분석 89
3.2. Phylogenetic analysis 92
3.3. Gene list enrichment 96
3.4. Mannitol 대사 관련 유전자 99
3.5. 항원 관련 유전자 패턴 101
3.6. 병원성 관련 유전자 패턴 107
3.7. E. piscicida에 존재하는 prophage 분석 127
3.8. E. anguillarum에 존재하는 prophage 분석 143
결론 158
참고문헌 159
부록 175
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