Construction of an iss deleted mutant strain from a native avian pathogenic Escherichia coli O78: K80 and in vitro serum resistance evaluation of mutant

Authors

1 Department of Microbiology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

2 Department of Poultry Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

Abstract

BACKGROUND: Colibacillosis, caused by different serotypes of avian pathogenic Escherichia coli (APEC), is one of the important diseases in poultry industry. The isolate O78 is the most prevalent serotype of APEC in Iran. One of the APEC virulence factors, increased serum survival (iss) gene, is related to serum resistance. The usual form of colibacillosis in avian is extraintestinal, and serum resistance is applied one way by APEC to reach internal organs; hence, it appears that the control of colibacillosis in poultry regarding the deletion of iss and the construction of a serum sensitive APEC strain is beneficial. Additionally, the knowledge about APEC serum resistance could be extended using mutant strains. OBJECTIVES: The present study was an attempt to generate an iss mutant strain from native APEC-O78 strain |c|1378 and to study the level of serum resistance of native APEC-O78 strain c1378 in comparison with its mutant (APEC-O78 strain c1378|D|iss). METHODS: The lambda red recombinase system was utilized to delete iss gene in native APEC-O78 strain c1378. This strain was first transformed with the plasmid pkD46 to introduce the lambda red recombinase system and then the PCR product with sequence homology to the iss gene and a kanamycin resistance marker was transformed into the APEC-O78 strain c1378. Serum sensitivity of mutant and wild type strain was investigated by microtiter test. RESULTS: The generation of mutant was successful and the iss was replaced with kanamycin resistance cassette. Also, it was observed that the mutant was sensitive to serum. However, serum sensitivity of iss deleted mutant was not statistically different from its parents. CONCLUSIONS: Application of lambda red recombination could be a simple and useful technique for production of a precisely defined gene deletion. Also, there may be some genes that compensate the activity of iss gene.

Keywords


Article Title [فارسی]

ایجاد جهش در سویه بومی ‌1378‌c اشریشیا‌ ‌کلی‌ ‌بیماریزای طیور ‌80:K78O با حذف ژن iss و ارزیابی مقاومت سرمی موتان در شرایط آزمایشگاهی

Authors [فارسی]

  • سعید سالاری 1
  • تقی زهرائی صالحی 1
  • بهار نیری فسایی 1
  • وحید کریمی 2
1 گروه میکروبیولوژی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 گروه بیماریهای طیور، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران
Abstract [فارسی]

زمینه مطالعه: کلی باسیلوز یکی از بیماریهای مهم در صنعت طیور است. سروتیپ ‌78O‌ اشریشیاکلی‌ ‌بیماریزای طیور ‌)78(APEC-O‌ شایع‌ترین عامل این بیماری در ایران است. از جمله عوامل حدت‌ ‌اشریشیاکلی‌ ‌بیماریزای طیور، ژن افزایش دهنده بقای سرمی ‌(iss)‌ است که در مقاومت به سرم نقش دارد. مقاومت به سرم یکی از رهیافت‌های سیستمیک شدن اشریشیاکلی‌ ‌بیماریزای طیور می‌باشد. با توجه به این که غالب‌ترین شکل بالینی کلی باسیلوز طیور به صورت خارج روده‌ای می باشد و احتمالاً این فرم از بیماری به مقاومت سرمی باکتری ارتباط دارد، در نتیجه به نظر می‌رسد که احتمالاً با حذف ژن ‌iss‌ رهیافتی در کنترل بیماری کلی باسیلوز ایجاد گردد. علاوه بر این، اطلاعات کمی در مورد مکـانیسـم مقـاومـت سـرمی 78APEC-O وجود دارد. هدف: در مطالعه حاضر، سویه موتان با حذف ژن ‌iss‌ از سویه بومی (‌1378‌)c اشریشیاکلی‌ ‌بیماریزای طیور ‌78O‌ ایجاد گردید و سویه موتان از نظر مقاومت به سرم با سویه وحشی مورد ارزیابی قرار گرفت. روش کار:‌ ‌در این مطالعه، سیستم lambda red recombinase برای حذف ژن ‌iss‌ در سویه بومی (1378‌)c‌‌ اشریشیاکلی‌ ‌بیماریزای طیور ‌78O‌ مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا پلاسمید 46pKD ‌(تولید کننده آنزیم‌های سیستم )lambda red recombinase ‌ و سپس محصول ‌PCR‌ که دارای توالی مشابه اطرافی با ژن ‌iss‌ و نشانگر مقاومت به کانامایسین بود به داخل سویه بومی (1378‌)c اشریشیاکلی‌ ‌بیماریزای طیور ‌78O‌ ترانسفورمه گردید. حساسیت به سرم نیز به روش میکروتیتر در سویه وحشی و موتان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج: ‌نتایج نشان داد که سویه جهش یافته با موفقیت ایجاد شده و به جای ژن ‌iss‌، کاست مقاومت کانامایسین جایگزین شد. همچنین، اگرچه، سویه موتان به سرم حساس بــود امــا تـفــاوت مـعـنـی‌داری از نـظـر مقـاومـت بـه سـرم بیـن سـویـه مـوتـان و وحشـی وجـود نـداشـت. نتیجـه‌گیـری‌نهـایـی: روش lambda red recombination‌ به عنوان یک روش ساده و مفید برای حذف ژن قابل استفاده است. همچنین احتمالاً ژن‌های دیگری در جبران فعالیت ژن ‌iss‌ نقش دارند.

Keywords [فارسی]

  • ژن افزایش دهنده بقای سرمی
  • lambda red recombineering
  • اشریشیاکلی‌ ‌بیماریزای طیور ‌78O
  • ‌ ‌مقاومت سرمی