单增李斯特菌srtA基因敲除菌株的构建及其生物学特性

单核细胞增生性李斯特菌是常见的食源性致病菌,其细胞壁上存在的表面蛋白与其致病性和细菌菌膜的形成密切相关,而srt A基因是介导表面蛋白膜表面定位的关键因子,通过识别特定的蛋白序列将表面蛋白共价结合在细胞壁上,也是单增李斯特菌的重要毒力基因。为深入研究srtA的功能及其对细菌毒力的调控,本研究通过同源重组技术敲除了单增李斯特菌中的srt A基因,并对基因敲除菌株的生物学特性进行了初步研究。通过生长曲线的测定,发现srtA基因敲除株的生长活性低于野生型菌株。进一步利用该菌株对星形胶质细胞系U251的侵袭实验发现,srtA基因敲除菌株的侵袭效率低于野生菌株,提示srtA基因在调控单增李斯特菌的侵袭能力方面发挥重要作用。本研究可为单增李斯特菌毒力基因调控和细菌菌膜的研究提供理论依据。     

单核细胞性李斯特菌基因dal的敲除及其生物学特性初步分析

在单核细胞性李斯特菌(Listeria monocytogenes)野生株EGDe act A及inl B双基因缺失株(EGDeΔact AΔinl B)的基础上,利用同源重组的方法进一步构建了缺失营养基因dal的菌株(EGDe Δact AΔinl BΔdal),并对该缺失菌株生长状态、毒力基因表达水平、生物被膜的形成量及细胞侵袭等方面作进一步分析。结果显示,37℃摇床培养6 h后,缺失株的菌浓度显著低于EGDe Δact AΔinl B(P0.001),培养基中补充D-丙氨酸的缺失株生长速率与亲本株相比无显著差异;实时荧光定量聚合酶链式反应结果显示,缺失株的sig B基因表达水平变化最明显(P0.01),约下调90%;缺失株生物被膜形成量显著增加(P0.05),培养基补充D-丙氨酸后缺失株生物被膜的生成量与亲本株相比无差异;对Coca-2细胞的侵袭无影响,表明该基因对细菌生长能力及生物被膜形成具有重要的调控作用,并不影响菌株对细胞的侵袭力。此缺失株的构建为进一步研究基因dal的功能提供了理论支持。     

luxS基因对盐胁迫下植物乳杆菌生长及细菌素合成的影响

以植物乳杆菌KLDS1.0391野生株及其luxS基因缺失突变株为研究对象,探究luxS基因对该菌盐耐受能力的影响,并测定在0%、2%、3%、4%和6%质量分数NaCl胁迫条件下,luxS基因缺失对该菌生长及细菌素合成的影响,采用实时荧光定量聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）技术在转录水平上测定该菌细菌素合成相关基因的表达水平。结果表明：随NaCl质量分数的升高,2 株菌的存活率均逐渐下降,当NaCl质量分数大于3%时,相同条件下野生株对盐的耐受能力显著强于突变株（P＜0.05）;除此之外,NaCl质量分数越高,菌株进入稳定期的时间越向后延迟,luxS基因缺失突变株在各NaCl质量分数下生长及细菌素合成能力均显著弱于野生株（P＜0.05）。实时荧光定量PCR结果显示,当培养至稳定期24 h时,细菌素结构基因plnEF以及双组分调节基因plnD和plNC8HK均因luxS基因的缺失,表达显著下调（P＜0.05）。因此,luxS基因缺失显著降低植物乳杆菌KLDS1.0391盐耐受能力,并且在NaCl胁迫条件下,该菌生长及细菌素合成能力也因luxS基因缺失而显著下降。     

单增李斯特菌prfA基因缺失菌株的构建及其生物学特性鉴定

单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)是一种风险较高的食源性致病菌,其绝大多数毒力基因的表达均受到由prfA基因编码的PrfA(positive regulatory factorA)蛋白全部或部分调控。使用同源重组的方法敲除Lm野生菌株EGDe的prfA基因,并通过测定生长曲线、毒力基因表达和侵袭Caco-2细胞能力等探讨单缺失菌株EGDe-ΔprfA生物学特性。通过测定生长曲线显示prfA敲除株和野生型EGDe二者生长状态无差异;运用实时定量荧光聚合酶链式反应检测EGDe-ΔprfA的主要毒力基因表达,结果显示plcA、plcB毒力基因的表达量分别上升至原来的2.5倍和2倍,inlA、inlB、inlC、actA、vip等均呈下降趋势,prfA基因表达量趋向于零;侵袭Caco-2细胞结果显示EGDe-ΔprfA侵袭数为野生株的1/5。该基因缺失菌株的构建及生物学特性研究对食源性致病菌EGDe致病机理研究具有重要意义并且提供了重要材料。     

微生物共培养促进植物乳杆菌RX-8高效合成细菌素的调控机制

目的:植物乳杆菌RX-8是一株分离自中国传统泡菜的益生菌,该菌株具有产Ⅱb类细菌素植物乳杆菌素(Plantaricin)EF的优良特性,然而产量较低。目前采用与外源微生物共培养的方式提高细菌素产量,然而共培养体系中具体的调控机制尚不清楚。本研究通过敲除种内群体感应信号分子的关键基因plnA,构建种内群体感应缺失的共培养体系,探究微生物共培养对于细菌素高效合成的内在机制。方法:构建基因缺失突变菌株植物乳杆菌ΔRX-8,通过突变菌株和野生菌株与枯草芽孢杆菌1.8715在共培养过程中的生长差异、信号分子分泌量变化以及相关基因的表达量,探究种间群体感应系统促进细菌素高效合成的作用机制。结果:在敲除关键基因plnA后,共培养中突变菌株生长曲线上与野生菌株并无明显差异,而细菌素产量有所下降。与纯培养相比,共培养体系中群体感应信号分子AI-2的分泌量在前期显著增加,而后趋于一致,从菌株水平上看并无明显差异。纯培养体系中,突变菌株的双组分系统plnBCD基因表达量略低于野生菌株,细菌素合成基因plnEF的表达量同样有所下降,然而,并不影响种间信号分子AI-2合成的基因LuxS和pfs的相对表达量。结论:在种内信号分子缺失的共培养体系中,种间信号分子可以正常分泌,种间群体感应系统可以发挥作用,推测可能存在共用双组分系统,共同促进细菌素的高效合成。     

单增李斯特菌生物膜形成及其调控机制研究进展

单增李斯特菌是一种重要的食源性致病菌,极易在食品接触表面形成难以清除的生物膜,导致食品持续性的污染。细菌生物膜在形成量、活细菌数量、微观结构等方面受到环境因素及菌株自身特性的影响。在单增李斯特菌的生物膜形成过程中,多种调控机制发挥着重要的作用。该文介绍了细菌生物膜的形成过程及影响单增李斯特菌生物膜形成的重要因素,简述了与单增李斯特菌生物膜相关的基因调控、胞外聚合物质分泌与群体感应系统调节的研究进展,有助于更好地理解其生物膜形成的复杂生理过程,为单增李斯特菌生物膜的污染及防控提供一定参考。     

提高乙酸耐受性酿酒酵母JJJ1突变株构建及转录组学分析

目的 构建JJJ1突变株以提高酿酒酵母在发酵过程中的乙酸耐受性,提高发酵效率。方法 本研究采用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建酿酒酵母JJJ1Δ突变株,检测突变对酿酒酵母菌株的乙酸耐受性影响,基于转录组学分析突变株耐受乙酸的分子机制。结果 在含有5 g/L乙酸的液体培养基中,酿酒酵母JJJ1Δ存活率是野生型菌株的4.44倍,发酵72 h后酿酒酵母突变株JJJ1Δ的细胞生物量是野生型菌株的1.15倍,酿酒酵母JJJ1Δ的生长延滞期比野生型菌株缩短了30 h;转录组学研究表明,敲除JJJ1基因增强酿酒酵母的代谢、生物调控、膜流动性以及转运活性和电子转移活性,减少酿酒酵母细胞生理过程、细胞连接和拟核功能以及细胞结合功能。结论 敲除JJJ1基因的酿酒酵母突变株通过提高能量代谢和氨基酸合成,降低核糖体生物发生减少细胞生理活动,增强酿酒酵母菌株乙酸耐受性。     

单核增生性李斯特菌hly缺失菌株的构建及生物特性的初步鉴定

为研究单核增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)hly基因对毒力的影响,利用同源重组原理,使用穿梭载体,构建单核细胞增生性李斯特菌野生菌株EGD-e的hly基因缺失菌株EGD-eΔhly。细菌活性实验证明缺失菌株生长状态与亲本无差异,但EGD-eΔhly丧失溶血活性,细胞侵袭能力降低约90%,在10~7 cells/m L腹腔注射条件下不表现动物毒性。在转录水平上EGD-eΔhly的毒力基因inl C、prf A的表达量分别下降了81%和76%,act A、plc B的表达量分别提高了2.7倍和1.8倍。hly缺失菌株的成功构建及生物特性的初步研究结果为研究Lm致病机理提供依据。     

食源性单增李斯特菌与英诺克李斯特菌基因组特征比较

目的 通过全基因组测序对甘肃省市售食品中分离的单增李斯特菌和英诺克李斯特菌基因组特征进行比较分析。方法 收集2021—2022年甘肃省市售食品中分离的25株单增李斯特菌和7株英诺克李斯特菌作为研究对象,对菌株进行全基因组测序,分析其系统发育谱系、克隆复合群（CC）、序列型（ST）、毒力基因、抗性基因及泛基因组。结果 32株李斯特菌分属单增李斯特菌谱系Ⅰ和Ⅱ及英诺克李斯特菌3个群,单增李斯特菌分为10个亚群,英诺克李斯特菌分为5个亚群,与CC型保持一致,核心基因组多位点序列分型能将各谱系中不同CC型的菌株明显分开,谱系Ⅰ与英诺克李斯特菌的进化关系更近。25株单增李斯特菌均携带李斯特菌毒力岛LIPI-1和内化素基因,不携带LIPI-3,有2株ST87型菌株携带LIPI-4;7株英诺克李斯特菌均不携带LIPI-1和内化素基因,均携带LIPI-4,有5株菌携带LIPI-3。单增李斯特菌有16株携带SSI-1、3株携带SSI-2,7株英诺克李斯特菌均不携带SSI-1,有6株携带SSI-2。李斯特菌的泛基因组大小随着测序基因组数目的增加呈现线性增多,25株单增李斯特菌当菌株数量达到15后核心基因数目稳定在2 272个,占泛基因组基因数目的46.2%,25株单增李斯特菌和7株英诺克李斯特菌共同的核心基因1 487个,当菌株数量达到10后数目趋于稳定。结论 核心基因组多位点序列分型可将不同谱系不同克隆复合群的李斯特菌进行区分,英诺克李斯特菌与单增李斯特菌生化特性相似与其亲缘关系相近有关,致病性差异与英诺克李斯特菌缺失单增李斯特菌特有的毒力基因相关。     

北京市朝阳区单核细胞增生李斯特菌关键毒力基因缺失与致病性关联性研究

目的 了解北京市朝阳区2016-2018年81株单核细胞增生李斯特菌(单增李斯特菌)关键毒力基因缺失与菌株致病性和血清型的关联性.方法 聚合酶链反应(PCR)结合血清凝集法进行血清学分型;PCR法检测11种毒力基因;微量肉汤稀释法进行药敏实验;结合流行病学调查数据,研究单增李斯特菌关键毒力基因缺失与致病性、血清型的关联...     

tuf基因同源超表达对植物乳杆菌LR-1生理行为的影响

采用同源超表达及电转化技术,构建植物乳杆菌LR-1的tuf基因超表达重组菌株,对重组菌株的生长情况、抗胁迫能力、黏附能力及生物被膜形成能力进行分析,并检测tuf基因超表达对其他基因的转录水平的影响。结果表明：tuf基因超表达对菌株LR-1的生长情况无非常显著的影响,但可以增强其耐热性能、黏附性能及生物被膜形成能力,且对糖酵解途径参与基因、II型群感关键基因及核糖激酶编码基因fba、pgm、gap、luxS和rib的转录水平具有上调作用。以上结果对乳杆菌的基因功能研究具有参考意义,同时为基因工程菌株在发酵菌剂或益生菌剂的开发应用领域提供了理论支持。     

基于AI-2介导的类植物乳杆菌生物被膜态与浮游态抗胁迫能力比较与分析

采用平板活菌计数法比较被膜态及浮游态的类植物乳杆菌L-ZS9经热处理、酸处理、胆盐处理后的存活率,结果表明被膜态菌体具有更强的抗胁迫能力;通过实时荧光定量聚合酶链式反应的方法比较被膜态及浮游态菌株L-ZS9的胁迫相关基因atpβ、atpε、clp、psp C、ccpA及群体感应信号分子自诱导物(autoinducer 2,AI-2)合成关键基因lux S的转录水平,结果表明被膜态菌体的基因转录水平显著高于浮游态;通过报告菌株发光检测法比较被膜态及浮游态菌株上清液中AI-2的活性,结果表明被膜态菌体上清液中AI-2的活性显著高于浮游态;且外源信号分子AI-2可以调控基因atpβ、atpε、clp、ccpA、luxS的转录水平。结果说明生物被膜不仅可以提供物理防御作用,而且其细胞个体的基因转录水平与浮游态也有所不同,且群体感应系统在被膜的形成与调控中发挥着重要作用。本研究为开发高活力益生菌功能食品提供了新的思路和理论基础。     

食源性金黄色葡萄球菌生物膜形成调控与生物防控策略研究进展

生物膜是很多食源性致病菌应对各种极端环境、杀菌理化因子以及维持菌体内环境稳定的重要基质屏障。数据显示,有超过80%的细菌感染由生物膜引起,尤以金黄色葡萄球菌感染多见。食源性金黄色葡萄球菌是引发细菌性食物中毒和食品安全事故的重要风险源, 特别是多重耐药菌株。金黄色葡萄球菌的耐药性、致病性和免疫逃逸与生物膜复杂的三维结构有重大关系。由于生物膜结构基因和调控因子结构相对保守, 现已成为金黄色葡萄球菌生物防控新的重要的效应靶点。本文从多糖细胞间黏附素、胞外DNA和生物膜形成相关蛋白等角度阐明了生物膜形成机制,从群体感应系统（如Agr系统和LuxS/AI-2群体感应系统）、全局性调控因子（如附属调节因子Sar和转录因子SigB）以及双组分信号转导系统（如SrrAB系统、SaeRS系统、ArlSR系统、LytRS系统和WalKR系统）等角度系统阐述了生物膜形成调控机制。最后,从抗菌肽（蛋白）、植物源化合物、生物酶、抗菌药物等角度提出新的防控策略, 以期为食源性金黄色葡萄球菌的生物防控提供指导。     

NaClO胁迫下单核细胞增生李斯特菌WaX12及其sigB基因缺失突变株抗氧化胁迫相关功能基因表达比较

目的:探究单核细胞增生李斯特菌sigB基因对次氯酸钠(NaClO)胁迫的调控作用。方法:在半致死浓度NaClO(3 mmol/L)胁迫下,比较该菌野生株WaX12与sigB基因敲除突变株的耐受程度及菌内的活性氧水平,并通过实时定量聚合酶链式反应技术(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-PCR)进一步观察lmo1433、lmo0906、lmo2344、ohrR、lmo2770基因随胁迫时间的转录水平变化。结果:野生株和sigB突变株的表型测定结果显示,野生株比缺失株更耐NaClO胁迫,而且此现象在稳定期更加明显;当胁迫时间达到30 min时,突变株内的活性氧水平增长率比野生株高出19.97%,进一步说明sigB基因对NaClO胁迫有一定的调控作用。RT-PCR结果表明,基因lmo1433、lmo2344和ohrR在野生株的表达水平显著高于突变株(P0.01),而基因lmo0906、lmo2770的表达水平在野生株和缺失株中的差异并不明显。结论:研究表明,单核细胞增生李斯特菌sigB基因对NaClO胁迫有一定的影响作用,且部分作用可能由激活部分调节机体氧化还原平衡的基因得以实现。     

细菌群体感应系统调控及淬灭机制研究进展

细菌利用群体感应系统实现种内和种间信息的交流,调控菌体的生理特性,如生物膜的形成、菌体的运动、毒素的分泌、细菌素及抗生素的产生,群体感应系统贯穿细菌生长繁殖的整个过程,并对细菌群体的稳定性具有重要作用.近年来,越来越多的群体感应系统被发现和深入研究,其调控机制也逐渐清晰,这为群体感应系统更加广泛地应用于实际奠定了基础....     

群体感应信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成机制的研究进展

乳酸菌生物膜具有黏附性、抗逆性以及抗菌活性等多种物理特性和生理功能,被广泛应用于改善食品质构以及食品的生物保鲜中。乳酸菌生物膜的形成需经历附着、形成、成熟、老化脱落和重新附着5个阶段,其形成受到群体感应系统的调控。群体感应系统(quorum sensing system,QS)是细菌中广泛存在的一种基因表达调控系统,该系统通过信号分子靶向调控相关基因的表达,从而调控细菌的生理功能。LuxS/AI-2型QS是调控乳酸菌益生特性的主要群体感应系统。明悉乳酸菌的LuxS/AI-2型QS及其调控生物膜形成的机制,对于乳酸菌在食品工业中的进一步应用至关重要。重点介绍了乳酸菌生物膜的形成过程,以及LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜形成的5个调控元件,即信号分子AI-2(autoinducer-2)、关键调控基因(luxS、tuf、fba、gap)、关键调控蛋白(LuxS、LacI、AraC、PadR以及Rbs家族蛋白)、信号分子AI-2的可能受体蛋白(LuxP、LsrB、RbsB和含有dCACHE结构域的受体蛋白)以及关键代谢路径的最新研究进展;总结了信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成的可能分子机制,以及信号分子AI-2受体蛋白的筛选策略。希望为深入了解LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜的形成提供理论指导。     

Characterization of autoinducer 2 signal in Eikenella corrodens and its role in biofilm formation

Quorum sensing (QS) is a process by which bacteria communicate using secreted chemical signaling molecules called autoinducers (AIs). By this process, many bacterial species modulate the expression of a wide variety of physiological functions in response to changes in population density. In this study, the periodontal pathogen Eikenella corrodens was observed to secrete type 2 signaling molecules. An ortholog of luxS, the gene required for AI-2 synthesis in Vibrio harveyi, was isolated from the E. corrodens genome. A V. harveyi bioassay showed luxS functionality in E. corrodens and the ability of luxS to complement the luxS-negative phenotype of Escherichia coli DH5alpha. AI activity was detected in the supernatant, and the maximum expression of AI-2 was observed during the late exponential phase. To determine the potential role of luxS in the colonization processes, an E. corrodens luxS mutant was constructed and tested for its capacity to form an in vitro biofilm on a polystyrene surface. The biofilm forming efficiency of the luxS mutant was approximately 1.3-fold greater than that of the wild type. These data suggest that a LuxS-dependent signal plays a role in the biofilm formation by E. corrodens.