楊倩，賀揚(yáng)，王均，古從偉，呂沐瀚，余澤輝，4*

（1.西南醫(yī)科大學(xué)模式動(dòng)物與人類(lèi)疾病研究瀘州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 瀘州 646000；2.內(nèi)江師范學(xué)院長(zhǎng)江上游魚(yú)類(lèi)資源保護(hù)與利用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 內(nèi)江 641000；3.西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，四川 瀘州 646000；4.浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，杭州 310012）

擬態(tài)弧菌（Vibrio mimicus,V.mimicus）是一種重要的人和水生動(dòng)物共患病原菌，與霍亂弧菌的親緣關(guān)系極近，該菌廣泛分布于水環(huán)境中[1]。擬態(tài)弧菌是重要的水生動(dòng)物病原菌，可感染華絨螯蟹[2]，黃顙魚(yú)[3]，羅非魚(yú)[4]等；同時(shí)人類(lèi)誤食被擬態(tài)弧菌污染的水產(chǎn)品會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的食物中毒，臨床癥狀主要表現(xiàn)為腹瀉、腹痛、惡心、嘔吐、發(fā)熱等[5-8]。由于水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，以及人類(lèi)活動(dòng)的影響，水生動(dòng)物感染擬態(tài)弧菌所導(dǎo)致的發(fā)病率和死亡率也逐年上升，這不僅給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也嚴(yán)重威脅到了公共衛(wèi)生安全。因此，加強(qiáng)對(duì)擬態(tài)弧菌的認(rèn)識(shí)與研究，進(jìn)一步了解其生物學(xué)特性和致病機(jī)制等，對(duì)擬態(tài)弧菌的臨床診斷和防控具有重要意義。

紅體病(red body disease)是蝦類(lèi)養(yǎng)殖過(guò)程中最常見(jiàn)多發(fā)的疾病之一。近年來(lái)，隨著養(yǎng)蝦規(guī)模的不斷擴(kuò)大，集約化程度的不斷提高，發(fā)病率也在逐年上升。蝦類(lèi)紅體病及紅體癥狀的病因至今尚未明確，病毒、細(xì)菌和環(huán)境等因素均可能致病[9]。研究表明，多種弧菌可能引起蝦類(lèi)紅體病[10-11]，擬態(tài)弧菌也是日本沼蝦紅體病的病原之一[12]。2020年揚(yáng)州大學(xué)從紅體病發(fā)病的日本沼蝦體內(nèi)分離鑒定到一株擬態(tài)弧菌，確定為高致病性菌株，命名為擬態(tài)弧菌Y4菌株，并對(duì)其進(jìn)行了全基因組測(cè)序[13]。為了更好地了解蝦源擬態(tài)弧菌 Y4菌株的生物學(xué)特性和致病機(jī)制，本研究對(duì)Y4菌株和NCBI（National Center for Biotechnology Information）上已公布的其他6株擬態(tài)弧菌（分別來(lái)自人源、魚(yú)源和環(huán)境）菌株的全基因組序列，進(jìn)行了初步的比較基因組學(xué)研究。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

本研究的研究對(duì)象為NCBI公布的所有擬態(tài)弧菌菌株的全基因組序列，各個(gè)菌株的詳細(xì)信息見(jiàn)表1。

1.2 基因組統(tǒng)計(jì)分析

使用seqkit v2.3.0軟件[14]對(duì)V.mimicus全基因組的GC含量，基因組長(zhǎng)度，編碼序列數(shù)量，編碼序列平均長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果使用R語(yǔ)言中的ggpubr包繪制箱線圖[15]。

1.3 tRNA分析

使用tRNAscan-SE v2.0.11（http://lowelab.ucsc.edu/tRNAscan-SE/）軟件[16]對(duì)擬態(tài)弧菌基因組序列中的tRNA序列進(jìn)行預(yù)測(cè)（tRNAscan-SE -B -I -o output.txt -f structure.txt -m summary.txt input.fasta）。使用R語(yǔ)言中的pheatmap包對(duì)各個(gè)菌株的tRNA數(shù)量進(jìn)行可視化分析。

1.4 可移動(dòng)基因元件分析

使用IntegronFinder 2.0 軟件（https://github.com/caozhichongchong/I-VIP）[17]對(duì)各個(gè)菌株的整合子（integrons）基因進(jìn)行分析。細(xì)菌基因組的整合子結(jié)合元件(integrative and conjugative elements，ICE)的分布使用ICEfinder在線分析軟件進(jìn)行注釋[18]（https://bioinfo-mml.sjtu.edu.cn/ICEfinder/ICEfinder.html）。使用ISfinder （https://www-is.biotoul.fr/index.php）在線分析工具的默認(rèn)參數(shù)對(duì)細(xì)菌基因組的插入序列（insertion sequences，IS）進(jìn)行分析，分析結(jié)果以Evalue<0.000 1進(jìn)行過(guò)濾，最后通過(guò)R語(yǔ)言對(duì)各個(gè)菌株基因組的IS的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使用ggplot2包進(jìn)行可視化分析。

1.5 耐藥基因注釋

使用RGI v6.0.2（https://card.mcmaster.ca/analyze/rgi，resistance gene identifier）分析軟件對(duì)綜合抗生素抗性數(shù)據(jù)庫(kù)（Comprehensive Antibiotic Resistance Database，CARD）的非冗余基因進(jìn)行比對(duì)來(lái)鑒定抗生素基因（antibiotic resistance gene，ARG）[19]。

1.6 毒力因子注釋和網(wǎng)絡(luò)分析

毒力因子注釋：下載細(xì)菌毒力因子數(shù)據(jù)庫(kù)[20]（virulence factor database，VFDB）中蛋白序列全庫(kù)文件（http://www.mgc.ac.cn/VFs/，VFDB_setB_pro.fas）。使用Diamond v2.0.15[21]軟件對(duì)下載的VFDB蛋白序列進(jìn)行建庫(kù)，然后將細(xì)菌的蛋白序列與VFDB進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果以P-ident>70進(jìn)行過(guò)濾。最后使用過(guò)R語(yǔ)言的ggplot2包對(duì)各個(gè)菌株毒力因子的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)繪圖。

毒力因子網(wǎng)絡(luò)分析：使用seqkit v2.3.0提取VFDB數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)的蛋白序列，然后使用Diamond軟件對(duì)提取的蛋白序列進(jìn)行比對(duì)和過(guò)濾（P-ident>70），最后使用Cytoscape軟件[22]對(duì)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)繪圖。

1.7 前噬菌體和CRISPR預(yù)測(cè)

使用前噬菌體在線預(yù)測(cè)工具 Phage Search Tool[23]（http://phast.wishartlab.com/），對(duì)各個(gè)菌株前噬菌體進(jìn)行預(yù)測(cè)。獲取完整的前噬菌體序列進(jìn)行BLAST比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果以P-ident>70，Alignment length>500 bp進(jìn)行過(guò)濾，最后將比對(duì)過(guò)濾的結(jié)果使用Cytoscape軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。使用CRT工具對(duì)（http://www.room220.com/crt/）重復(fù)序列和間隔序列進(jìn)行預(yù)測(cè)分析[24]。

1.8 重復(fù)序列預(yù)測(cè)

使用TRF（Tandem Repeat Finder）v4.09軟件[25]對(duì)各個(gè)菌株的串聯(lián)重復(fù)序列進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基因組結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)對(duì)7株擬態(tài)弧菌菌株的基因組長(zhǎng)度、GC含量、編碼序列（CDS）數(shù)量和編碼序列（CDS）平均長(zhǎng)度進(jìn)行分析（圖1）。我們發(fā)現(xiàn)7株擬態(tài)弧菌的GC含量差異不大，且離散度不高，尤其是Ⅰ號(hào)染色體的GC含量。Y4菌株Ⅰ&Ⅱ號(hào)染色體的GC含量分別為46.58和45.67。然而7株擬態(tài)弧菌的基因組長(zhǎng)度、CDS數(shù)量和CDS平均長(zhǎng)度個(gè)體差異卻相對(duì)較大，且離散度高。Y4菌株的Ⅰ號(hào)染色體（Chromosome Ⅰ）長(zhǎng)度是7株擬態(tài)弧菌中最長(zhǎng)的，為3 256 425 bp，且編碼序列也是最多的，為3 067個(gè)。相反，Y4 菌株Ⅱ號(hào)染色體（Chromosome Ⅱ）長(zhǎng)度最短，為1 082 652 bp，編碼序列最少，為1 003個(gè)。

圖1 致病弧菌的基因組統(tǒng)計(jì)分析Figure1 Genomic statistical analysis of pathogenic Vibrio

2.2 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA分析

轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（transfer ribonucleic acid，tRNA）是一種小的RNA分子，在蛋白質(zhì)的合成中起著關(guān)鍵作用。分析結(jié)果顯示，在Ⅰ號(hào)染色體上，7株擬態(tài)弧菌都含有22種氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，但不同菌株在不同tRNA的數(shù)量上存在細(xì)微差異，如Y4菌株Leu（亮氨酸），Arg（精氨酸）和Gly（甘氨酸）的tRNA數(shù)量與其他6株擬態(tài)弧菌菌株略有不同（圖2A）。在Ⅱ號(hào)染色體上，7株擬態(tài)弧菌都只存在3種類(lèi)型的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，且數(shù)量完全一致，均含有2個(gè)Cys（半胱氨酸），1個(gè)Gly（甘氨酸）和1個(gè)Leu（亮氨酸）的tRNA（圖2B）。

圖2 擬態(tài)弧菌菌株的tRNA分析Figure 2 tRNA analysis of V.mimicus strains

2.3 可移動(dòng)基因元件分析

本研究對(duì)7株擬態(tài)弧菌菌株的整合子、整合性接合元件和插入序列進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，所有菌株的整合子和整合性接合元件沒(méi)有明顯差異（此處結(jié)果沒(méi)有展示）。不同菌株在不同插入序列上數(shù)量都不相同（圖3）。在Ⅰ號(hào)染色體上，7株擬態(tài)弧菌都具有數(shù)量相對(duì)較多的IS5家族插入序列，數(shù)量均在10左右，除了SCCF01菌株。在Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)染色體上，7株擬態(tài)弧菌的IS66、IS1182、IS630、IS30、IS110、IS21、ISAs1家族插入序列的數(shù)量都偏少或是沒(méi)有，數(shù)量在0～4范圍內(nèi)。

圖3 擬態(tài)弧菌菌株插入序列（IS）統(tǒng)計(jì)熱圖Figure 3 Insertion sequence (IS) heatmap of V.mimicus strains

值得注意的是，與其他6株擬態(tài)弧菌菌株相比，Y4菌株IS3家族的插入序列在兩條染色體上都明顯增多，數(shù)量分別為26和21。其余菌株雖然也會(huì)存在數(shù)量相對(duì)較多的插入序列家族，但一般數(shù)量都在10左右，甚至沒(méi)有達(dá)到20的。由此可見(jiàn)Y4菌株IS3家族插入序列的數(shù)量，與其余6株擬態(tài)弧菌存在明顯差異。

2.4 耐藥基因注釋

使用RGI v6.0.2軟件和CARD數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)各個(gè)菌株的基因組進(jìn)行耐藥基因注釋（表2）。結(jié)果顯示7株擬態(tài)弧菌菌株的基因組中都存在6種耐藥基因（表2），涉及糖肽類(lèi)（glycopeptide）、氟喹諾酮類(lèi)（fluoroquinolone）、二氨基嘧啶類(lèi)（diaminopyrimidine)、氯霉素類(lèi)（phenicol）、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)（macrolide）和碳青霉烯類(lèi)（carbapenem），且全部位于I號(hào)染色體。

表2 擬態(tài)弧菌耐藥基因注釋Table 2 Annotations on drug resistance genes of V.mimicus strain

2.5 毒力因子注釋

細(xì)菌的毒力因子分為黏附素（adherence）、生物被膜（biofilm）、效應(yīng)物遞送系統(tǒng)（effector delivery system）、外毒素（exotoxin）等。研究結(jié)果顯示Y4菌株在毒力基因的種類(lèi)和數(shù)量上與其他擬態(tài)弧菌菌株相比沒(méi)有明顯差異（圖4）。為此我們進(jìn)一步對(duì)各個(gè)菌株毒力因子的氨基酸序列進(jìn)行了Diamond比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，篩選出各個(gè)菌株的唯一毒力因子。Y4菌株的唯一毒力因子共有11個(gè)（圖5紅色方框，單獨(dú)點(diǎn)表示沒(méi)有蛋白序列與其比對(duì)的P-ident值大于70，即不與其他菌株的毒力因子同源），包括5個(gè)外毒素（RtxA、RtxB、RtxC、RtxD、RtxH），3個(gè)運(yùn)動(dòng)能力相關(guān)（cheV3），2個(gè)黏附素（flp1和flpF）和一個(gè)被膜形成相關(guān)基因。與此同時(shí)，Y4菌株也喪失了部分其他6個(gè)菌株都擁有的基因，分別是Ⅲ型分泌系統(tǒng)分泌素、甲基化趨化受體蛋白McpU、染色體分配蛋白Smc、唾液酸酶、胞內(nèi)血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白HutX、血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)滲透酶蛋白HmuU、血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)ATP結(jié)合蛋白HmuV，以及兩個(gè)假定蛋白。

圖4 擬態(tài)弧菌菌株的毒力因子統(tǒng)計(jì)分析Figure 4 Statistical analysis of virulence factors for V.mimicus strains

圖5 擬態(tài)弧菌菌株毒力因子蛋白序列的網(wǎng)絡(luò)分析Figure 5 Network analysis of virulence factor protein sequences of V.mimicus strains

2.6 前噬菌體和CRISPR預(yù)測(cè)

使用Phage Search Tool軟件對(duì)7株擬態(tài)弧菌菌株的全基因組序列進(jìn)行前噬菌體預(yù)測(cè)。結(jié)果顯示所有擬態(tài)弧菌菌株基因組中均含有前噬菌體。Y4菌株的Ⅰ號(hào)染色體含有4個(gè)前噬菌體（2個(gè)完整和2個(gè)不完整），Ⅱ號(hào)染色體含有1個(gè)前噬菌體（不完整）。提取擬態(tài)弧菌菌株的完整前噬菌體序列進(jìn)行BLASTn比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果按照P-ident>70和Alignment length>500的閾值進(jìn)行過(guò)濾（該閾值設(shè)置為是否同源），然后使用cytoscape進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。結(jié)果顯示Y4菌株基因組上存在一個(gè)基因長(zhǎng)度較大的前噬菌體，且與其他6株擬態(tài)弧菌的前噬菌體沒(méi)有同源關(guān)系（圖6箭頭所示）。

圖6 擬態(tài)弧菌菌株完整前噬菌體的BLASTn比對(duì)分析Figure 6 BLASTn analysis of complete prophages of V.mimicus strains

CRISPR序列預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，7株擬態(tài)弧菌中，僅Y4菌株基因組上存在CRISPR序列，其余6株基因組上均不存在CRISPR序列。為了進(jìn)一步了解擬態(tài)弧菌中CRISPR序列的分布情況，我們擴(kuò)大分析范圍，對(duì)已公布的29株擬態(tài)弧菌（包括基因草圖）進(jìn)行CRISPR序列預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)有3株擬態(tài)弧菌基因組上存在CRISPR序列。分別是VM603菌株（268 bp，5 repeats），N2810菌株（1 049 bp，18 repeats），和Y4菌株（2 368 bp, 40 repeats）。

2.7 重復(fù)序列分析

使用TRF軟件對(duì)7株擬態(tài)弧菌菌株的重復(fù)序列進(jìn)行了分析(表3)。結(jié)果顯示，在Ⅰ號(hào)染色體上，擬態(tài)弧菌重復(fù)序列的數(shù)量、總長(zhǎng)度和基因組占比均差異較大，Y4菌株重復(fù)序列的數(shù)量最高，為107條，但總長(zhǎng)度和基因組占比卻沒(méi)有因此成為最高。推測(cè)Y4菌株中Ⅰ號(hào)染色體重復(fù)序列增多可能與CRISPR序列的存在有關(guān)。在Ⅱ號(hào)染色體上，7株擬態(tài)弧菌重復(fù)序列的數(shù)量差異不大，但總長(zhǎng)度和基因組占比差異較大，Y4菌株重復(fù)序列的總長(zhǎng)度是所有菌株中最低的，為8 075 bp。

表3 擬態(tài)弧菌菌株的重復(fù)序列分析Table 3 Repetitive sequence analysis of V.mimicus strains

3 討論

擬態(tài)弧菌是一種能引起人類(lèi)腸胃炎的致病菌，已被報(bào)道為蝦的病原菌[26]。為了更好地了解擬態(tài)弧菌的生物多樣性，以及不同菌株之間的表型特征。本研究通過(guò)比較基因組學(xué)的方法對(duì)蝦源Y4菌株進(jìn)行了初步研究，旨在進(jìn)一步了解該菌株的生物學(xué)特性。

通過(guò)對(duì)7株具有全基因組序列的擬態(tài)弧菌進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，所有菌株基因組在耐藥基因注釋和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA分析上，沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。細(xì)菌耐藥性是人類(lèi)在使用抗微生物藥的長(zhǎng)期過(guò)程中細(xì)菌對(duì)人類(lèi)的反抗[27]。我們的分析結(jié)果表明，Y4菌株在抗生素環(huán)境脅迫下產(chǎn)生的耐藥基因與其余擬態(tài)弧菌差異不大。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）是生物體內(nèi)含量最為豐富的短鏈非編碼RNA分子。盡管tRNA廣泛存在于生物體內(nèi)，但不同機(jī)體基因組對(duì)于特定密碼子的偏好性不同，從而會(huì)導(dǎo)致tRNA譜的差異[28]。本研究中tRNA分析差異不大，表明7株擬態(tài)弧菌之間具有相似的生理過(guò)程。

在毒力因子注釋分析中，我們對(duì)Y4菌株的唯一毒力因子進(jìn)行了篩選。結(jié)果顯示RtxA、RtxB、RtxC、RtxD、RtxH是Y4菌株注釋出的部分唯一毒力因子。多項(xiàng)研究報(bào)告稱，Rtx是一個(gè)蛋白質(zhì)家族，大多數(shù)革蘭氏陰性菌都會(huì)產(chǎn)生，是一種重要的毒力因子[29-31]。整個(gè)家族由6個(gè)基因組成，分別是RtxA/C/H/B/D/E，其中RtxA編碼外毒素，RtxC編碼RtxA激活劑，RtxH編碼保守的假定蛋白，RtxB/D/E基因編碼ABC（ATP Binding Cassette, ABC）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[29]。Rtx最早在霍亂弧菌中檢測(cè)到[32]?；魜y弧菌的RtxA含有肌動(dòng)蛋白交聯(lián)結(jié)構(gòu)域（ACD），該結(jié)構(gòu)域在生物體的發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用[33]。RtxA可以通過(guò)逃避吞噬作用增強(qiáng)病原體在感染期間的存活率[34]，最后協(xié)助細(xì)菌的入侵過(guò)程，將細(xì)菌從腸道轉(zhuǎn)移到血液中[35]。早期的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，創(chuàng)傷弧菌的RtxA突變體在小鼠感染模型中與親代菌株相比毒性降低。體外數(shù)據(jù)還表明，在不同宿主細(xì)胞上測(cè)試時(shí)，與親代細(xì)菌相比，RtxA突變株具有較低的細(xì)胞毒性[30]。由此可見(jiàn)Y4菌株在進(jìn)化過(guò)程中獲得了較強(qiáng)的毒力，Rtx毒力蛋白也可能是蝦類(lèi)紅體病的致病基因。與此同時(shí)，Y4菌株也喪失了部分其他6個(gè)菌株都擁有的基因，如甲基化趨化受體蛋白McpU和Ⅲ型分泌系統(tǒng)分泌素。分泌素是革蘭氏陰性菌幾種分泌系統(tǒng)的外膜成分。McpU與細(xì)菌生物膜形成相關(guān)[36]，但是Y4菌株存在額外的與被膜形成相關(guān)的基因。Y4菌株還缺失了3種與血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的蛋白HutX、HmuU和HmuV。血紅素可被一些病原菌用作鐵源，這些病原菌具有攝取血紅素的系統(tǒng)，典型的血紅素獲取系統(tǒng)包括幾種血紅素結(jié)合蛋白和ABC血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。ABC血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白HmuT-HmuUV在革蘭氏陽(yáng)/陰性菌中是保守的。在這個(gè)血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)中，HmuT、HmuU和HmuV分別作為底物（血紅素）結(jié)合蛋白、血紅素滲透酶和ATP結(jié)合蛋白[37]。相應(yīng)血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的缺失，表明Y4菌株對(duì)血紅素的利用和鐵的獲取不多。

7株擬態(tài)弧菌在基因組結(jié)構(gòu)上同樣存在一定差異，尤其在基因組大小和編碼序列的數(shù)量以及長(zhǎng)度上。過(guò)去的研究已證明同種細(xì)菌的不同菌株之間，基因或基因拷貝數(shù)會(huì)出現(xiàn)很大的差異。而這種變異能顯著改變菌株的多種能力，包括耐藥性、毒力、從環(huán)境攝取生化分子、能量獲取、移動(dòng)方式等等。這些因素也決定著菌株的生活方式，并且能對(duì)宿主的健康產(chǎn)生影響[38]。2015年，墨西哥索諾拉州瓜伊馬斯的一家蝦加工廠分離出3株擬態(tài)弧菌，通過(guò)聚類(lèi)分析，發(fā)現(xiàn)其相似性在51.3%到71.6%之間。對(duì)其中兩株擬態(tài)弧菌進(jìn)行了全基因組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)二者蛋白質(zhì)組含量（BLAST matrix）存在12.7%的差異[39]，該研究進(jìn)一步證實(shí)了擬態(tài)弧菌的種內(nèi)多樣性，即使來(lái)自同一來(lái)源。菌株水平的多樣性體現(xiàn)了擬態(tài)弧菌對(duì)宿主、環(huán)境變化的快速適應(yīng)。

基因水平轉(zhuǎn)移（horizontal gene transfer，HGT）是微生物進(jìn)化的一個(gè)重要機(jī)制，允許快速獲得新的表型和代謝能力，通常由可移動(dòng)的遺傳元件驅(qū)動(dòng)，這些可移動(dòng)的遺傳元件包括插入序列（IS）、轉(zhuǎn)座子、整合子、廣宿主自轉(zhuǎn)移質(zhì)粒、噬菌體等[40]。Y4菌株與其他6株擬態(tài)弧菌菌株相比，整合子和整合性接合元件沒(méi)有明顯差異，但是IS3家族的插入序列卻明顯增多。IS是一種廣泛存在于細(xì)菌基因組中的最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座元件，通過(guò)不同的轉(zhuǎn)座機(jī)制在基因組內(nèi)或基因組之間進(jìn)行水平移動(dòng)[41]。IS通過(guò)插入到編碼序列中使該基因失活或是插入到編碼基因的上游對(duì)該基因的表達(dá)產(chǎn)生影響，從而誘導(dǎo)耐藥[42]，改變毒力[43]和增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性[44]等。例如插入序列ISEcp1和ISAba1可能與β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素耐藥相關(guān)[45-47]。增多的IS3序列在一定程度上增加了Y4菌株基因組的可塑性和遺傳多樣性?；蛩睫D(zhuǎn)移可使細(xì)菌獲得外源基因，而細(xì)菌的CRISPR/Cas系統(tǒng)可以抵御外源基因的入侵，維持自身基因結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[48]。不過(guò)有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)菌中轉(zhuǎn)入的外源基因有益時(shí)，CRISPR/Cas系統(tǒng)功能會(huì)缺失，使細(xì)菌通過(guò)HGT獲得某些新性狀；而當(dāng)轉(zhuǎn)入的外源基因?qū)?xì)菌不利時(shí)，細(xì)菌會(huì)上調(diào)CRISPR/Cas系統(tǒng)功能，抵制不利基因的攝入[49]。T.R.Sampson等發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas系統(tǒng)可調(diào)節(jié)弗朗西斯菌的胞膜滲透性使其產(chǎn)生相應(yīng)耐藥性[50]。T.Nozawa等研究還發(fā)現(xiàn)CRISPR-Cas系統(tǒng)可以使噬菌體毒力基因轉(zhuǎn)入，從而使化膿性鏈球菌具有相應(yīng)的致病性[51]。在CRISPR序列預(yù)測(cè)中，Y4菌株是擬態(tài)弧菌中為數(shù)不多的擁有CRISPR序列的菌株，預(yù)示著其對(duì)自身耐藥、毒力、代謝等生理功能具有一定調(diào)控作用，CRISPR/Cas系統(tǒng)的出現(xiàn)很可能增強(qiáng)了Y4菌株的致病性。細(xì)菌基因組中CRISPR序列的出現(xiàn)通常與噬菌體感染有關(guān)[52]。在前噬菌體預(yù)測(cè)中，我們發(fā)現(xiàn)Y4菌株基因組上存在一種特殊的前噬菌體，與其他菌株的前噬菌體沒(méi)有同源相關(guān)性。因此，推測(cè)Y4菌株中CRISPR序列的出現(xiàn)可能與該噬菌體的感染相關(guān)。

不同擬態(tài)弧菌菌株經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化，其基因組在結(jié)構(gòu)與功能上可能存在著明顯的分化，通過(guò)比較不同擬態(tài)弧菌菌株基因組間的差異性與相似性，可從基因組水平深入了解擬態(tài)弧菌的環(huán)境適應(yīng)、毒力進(jìn)化、耐藥性產(chǎn)生等表型進(jìn)化過(guò)程，挖掘其潛在的致病機(jī)制。因此，加深對(duì)蝦源擬態(tài)弧菌生物學(xué)特性及其致病機(jī)理等方面的研究，對(duì)于尋找切實(shí)有效的蝦類(lèi)紅體病防治措施，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。