浙江沿海地区海产品及环境中副溶血弧菌的分离与主要毒力基因分析

2007~2008年间, 我们调查了浙江沿海地区海产品和养殖环境中副溶血弧菌的污染状况, 并分析了不同来源副溶血弧菌中主要毒力相关基因tdh、trh、ureC和T3SS2(vscC2、vcrD2)的分布特征及溶血表型与尿素酶表型。结果显示, 566份样品中共分离到395株副溶血弧菌, 检出率高达70%, 毒力相关基因分析结果发现, tdh基因阳性率为10.1%, trh与ureC基因阳性率分别为 20.0%与 11.1%, 40株tdh+菌中组成T3SS2的vscC2基因阳性率为32.5%, 其中38株tdh+菌的神奈川试验亦呈阳性; 但在44株trh+-ureC+菌株中, 尿素酶表型阳性只有6株。试验表明, 浙江沿海地区海产品及其养殖环境中副溶血弧菌污染状况比较严重, 且有相当比例的菌株携带毒力或疑似毒力基因。研究结果为深入探索副溶血弧菌的致病性、基因结构与功能(或表型)及其分子演化提供基础。     

副溶血弧菌海产品分离株tdh基因及其临近区域结构分析

摘要：【目的】初步探索副溶血弧菌海产品分离株tdh基因区域的结构特征。【方法】采用长距离PCR和基因步移技术进行tdh基因侧翼序列扩增,测序验证后拼接成疑似毒力基因片段,将所获序列与NCBI数据库进行比较,初步明确tdh基因侧翼序列的结构与功能。【结果】海产品分离株ZS34与参考菌株 RIMD2210633的tdh基因区域（VPA1310-VPA1327）结构基本一致,核苷酸同源性达98.3%;而FJ14与WZ64株基因组中的tdh基因均与tdh3的同源性最高,在基因组中的位置也不同于ZS34株和参考菌株     

茎瘤固氮根瘤菌ORS571鞭毛马达基因fliN与fliM的功能分析

【目的】考察茎瘤固氮根瘤菌ORS571中鞭毛马达蛋白FliN、FliM的编码基因分别缺失的突变体表型,初步探究其功能机理。【方法】本研究采用同源重组和三亲本接合转移的方法构建突变体,测定野生型及突变株的生长曲线、趋化性、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝等表型。【结果】三种菌株的生长速率基本无差,与野生型菌株相比突变株鞭毛结构丧失,趋化能力、分泌的胞外多糖和生物膜形成能力均下降,但相同时间内细胞絮凝程度比野生型明显。【结论】实验表明,鞭毛基因fliN、fliM对茎瘤固氮根瘤菌ORS571鞭毛的形成、趋化运动、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝能力等均有调控作用。     

vcrV基因对副溶血弧菌生物学特性及III型分泌系统1效应蛋白易位的影响

【背景】副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)具有两套III型分泌系统(typeIIIsecretion system,T3SS)。T3SS1通过向宿主细胞分泌效应蛋白发挥致病作用,vcrV基因位于T3SS1编码基因簇。【目的】以vcrV基因为研究对象,探索其对副溶血弧菌生物学特性及T3SS1致病机制的影响。【方法】以副溶血弧菌POR-1株为参考菌株,利用同源重组技术构建vcrV基因缺失株ΔvcrV和回补株CΔvcrV,比较各菌株在生长性能、生物被膜形成能力、细胞黏附及细胞毒性等生物学特性的差异,应用Western Blot检测T3SS1诱导条件下POR-1、ΔvcrV和CΔvcrV等菌株效应蛋白分泌量,进一步利用具有过表达载体pMMB207-vp1683-CyaA的各菌株侵染HeLa细胞,通过Western Blot检测细胞内效应蛋白VopR(Vp1683)的易位量。【结果】与基础菌株POR-1相比,缺失vcrV基因不影响副溶血弧菌的生长性能、生物被膜形成能力及细胞黏附等生物学特性,显著降低了对HeLa细胞的毒性作用,具有过表达载体的POR-1、ΔvcrV和CΔv...     

宁波地区环境中副溶血弧菌血清学及毒力相关基因研究

目的了解宁波地区环境来源海产品中副溶血弧菌血清学特点及毒力相关基因分布。方法采集并分离2013年6-10月宁波地区海产品中副溶血弧菌,对其进行O、K抗原血清学分型;并采用PCR或多重PCR的方法来检测溶血素基因(tlh、tdh、trh)、大流行群遗传标志基因(toxRS/new、orf8)和Ⅲ型分泌系统(T3SS1、T3SS2α、T3SS2β)基因。结果从海产品样本中分离鉴定到44株副溶血弧菌的菌株,分属于20种血清型,型别多样,未见优势血清型;溶血素基因检测发现3株tdh+trh-致病性菌株,遗传标志基因检测发现1株tdh+trh-toxRS/new+大流行株,其血清型为O3:K6型;Ⅲ型分泌系统基因检测发现T3SS1基因存在于所有的副溶血弧菌菌株中,而T3SS2α基因则主要分布在tdh+的菌株中。结论宁波地区环境中副溶血弧菌致病性菌株和大流行株的检出,说明该地区具有潜在的食源性疾病爆发的风险。     

胡萝卜软腐果胶杆菌鞭毛钩基因flgK 的功能

【目的】为了研究鞭毛钩基因flgK在胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,P.c.c)的功能。【方法】本研究采用两亲同源交换法构建了基因缺失突变体ΔflgKpcc并构建了互补菌株ΔflgKpcc-KH,测定突变体及其互补菌株的菌体形态、运动性、致病因子、致病性等表型。【结果】与野生菌株PccS1相比,ΔflgKpcc鞭毛缺失,菌体易沉降,在0.3%半固体培养基上运动能力明显降低,生长速率无明显变化,但是纤维素酶和蛋白酶的活性、生物膜形成能力明显下降,对感病寄主的致病力显著减弱。基因互补可以使上述突变表型恢复。【结论】实验表明,鞭毛基因flgK突变导致了菌体的运动性降低、病原菌毒性相关的酶活力下降,从而导致致病力下降。     

茄科作物青枯菌NADH脱氢酶F亚基在细胞运动和致病性中的功能研究（英文）

【目的】劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)在茄科作物上引起严重的细菌性青枯病,本研究旨在发掘青枯劳尔氏菌与致病相关的基因。【方法】利用Tn5转座子构建随机插入突变体,分析生物膜形成、细胞运动和致病性;对有表型变化的突变体,运用TAIL-PCR方法鉴定Tn5插入位点,确定所突变的基因。【结果】以模式菌株GMI000为出发菌,总共获得了400个突变体,其中2个突变体不能形成生物膜,在软琼脂平板上的运动能力下降;接种感病番茄植物,这2个突变体都不能引起萎焉症状。TAIL-PCR结果显示,2个突变体的Tn5插入位点都在NADH脱氢酶F亚基(nuoF)中,距离翻译起始位点分别为103-bp和225-bp。ripAY基因启动子推动的nuoF基因互补载体,完全恢复了2个突变体的表型。【结论】NADH脱氢酶复合物是微生物呼吸电子传递链中的第一步催化酶。我们的结果表明,NADH脱氢酶复合物对R. solanacearum生物膜形成、细胞运动和致病性也有重要作用。     

副溶血弧菌Ⅲ型分泌系统vscG基因缺失株的构建及其生物学特性

【背景】副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是一种重要的食源性病原微生物,Ⅲ型分泌系统(TypeⅢSecretionSystem,T3SS)在致病过程中发挥重要作用。vscG基因编码的Vsc G蛋白是Ⅲ型分泌系统的伴侣蛋白。vscG基因在副溶血弧菌中的生物学功能尚未确定。【目的】构建副溶血弧菌vscG基因的缺失株和回补株,研究vscG基因对副溶血弧菌生物学特性的影响。【方法】在副溶血弧菌POR-1菌株基础上利用同源重组法构建vscG基因的缺失株ΔvscG和回补株CΔvscG,分析比较POR-1、ΔvscG和CΔvscG在生长性能、生物被膜形成能力、运动性、溶血活性、细胞黏附和细胞毒性等方面存在的差异。【结果】与POR-1菌株相比,缺失株ΔvscG和回补株CΔvscG的生长特性和溶血活性无明显差异,缺失株ΔvscG的生物被膜形成能力下降,运动性较POR-1菌株和回补株CΔvscG增强。细胞感染试验显示,vscG基因的缺失明显降低了副溶血弧菌对HeLa细胞的黏附和毒性作用。【结论】vscG基因影响副溶血弧菌生物被膜的形成和运动性,在该菌黏附细胞和发挥细胞毒性过程中具有重要作用,为进一步探讨副溶血弧菌T3SS的致病机理奠定基础。     

组氨酸氨解酶HutH对副溶血弧菌生物学特性及致病性的影响

组氨酸氨解酶(HutH)作为组氨酸代谢通路上的第一个代谢酶,控制细菌内部组氨酸的代谢。HutH在多数细菌中高度保守,参与细菌的能量代谢平衡。【目的】选取HutH作为研究对象,探究其对副溶血弧菌生物学特性以及致病性的影响。【方法】利用同源重组的方法构建缺失株ΔhutH和回补株CΔhutH。研究HutH对副溶血弧菌生长特性、组氨酸利用能力、组氨酸代谢相关基因表达水平、运动性、生物被膜、环境耐受、细胞毒性以及对小鼠毒力的影响。【结果】与野生型菌株相比,hutH基因缺失不影响副溶血弧菌的生长特性、耐酸耐碱能力、耐盐能力和群集运动。但ΔhutH在组氨酸作为唯一碳源的M9极限培养基中生长受到显著抑制。另外,我们证实,hutH基因缺失使组氨酸代谢操纵子内的相关基因转录水平显著下降,基因VP0889的表达水平提高。hutH基因缺失导致副溶血弧菌生物被膜形成能力下降、泳动能力下降、对HeLa细胞的毒性降低、对ICR小鼠的致死率显著降低。【结论】本研究表明,hutH基因缺失影响副溶血弧菌代谢组氨酸的能力,而且首次证实,HutH在副溶血弧菌的生物被膜形成、运动性和对小鼠毒力等方面具有重要作用,为从调控组氨酸...     

单增李斯特菌毒力因子溶血素关键氨基酸位点在感染过程中的作用研究

【目的】探究单增李斯特菌溶血素O (listeriolysin O, LLO)中D3区域β8折叠片上第253位氨基酸(谷氨酰胺,Q)和第254位氨基酸(异亮氨酸,I)对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)感染生物学功能的影响。【方法】构建LLO_Q253A和LLO_I254A突变蛋白的原核表达菌株,以及利用同源重组方法构建hly_Q253A和hly_I254A突变株;通过表达纯化突变蛋白,测定溶血活性;比较LLO第253位Q和第254位I均突变成丙氨酸(A)后,对细菌体外生长能力、黏附侵袭、胞内迁移和增殖能力的影响。【结果】相应位点突变后,LLO蛋白均能够正常表达。在pH 6.5条件下,所有突变蛋白和突变株的溶血活性丧失。然而,在pH 5.5条件下,LLO_I254A和hly_I254A恢复了溶血活性。与野生株相比,突变株的体外生长、黏附能力和胞内增殖能力均无明显差异;突变株的侵袭能力和胞间迁移能力显著低于野生株。【结论】本研究证实第253位Q和第254位I均突变成A后,单增李斯特菌在pH 6.5条件下丧失溶血活性,并降低了感染宿主细胞的能力,但具体机制还有待进一步探索。本研究为深入探究LLO结构对单增李斯特菌生物学功能的影响奠定基础,对单增李斯特菌点突变株的构建具有一定参考意义。     

铜绿假单胞菌PAO1中c-di-GMP代谢相关基因PA0575对表型的影响

【背景】铜绿假单胞菌PAO1中存在与环鸟苷二磷酸(cyclic-di-guanosine monophosphate,c-di-GMP)代谢相关基因PA0575。【目的】探讨铜绿假单胞菌PAO1中环鸟苷二磷酸代谢相关基因PA0575对运动能力及生物膜的影响。【方法】通过PCR对菌株遗传背景进行确认;利用刚果红结合实验及电转PcdrA-gfp质粒间接测量胞内c-di-GMP水平;利用泳动性(swimming)、蜂群泳动(swarming)、蹭行运动(twiching)和生物膜定量实验对细菌进行表型分析,并在运动培养基中添加抗生素研究其对运动能力的影响;针对PA0575基因进行融合蛋白表达载体的构建,并对蛋白进行原核诱导表达。【结果】3株突变体菌株的转座子插入突变位点不一致,胞内c-di-GMP水平检测结果显示,PA0575-1菌株的c-di-GMP含量高于野生型PAO1菌株(P0.05),PA0575-2、PA0575-3菌株胞内c-di-GMP水平与野生型PAO1菌株无差异(P0.05)。运动能力检测实验中,与野生型PAO1菌株相比,PA0575-1菌株泳动性增强(P0.05);PA0575-2、PA0575-3菌株的泳动性、蜂群运动均增强(P0.05);该基因不同位点的突变均导致氯霉素对菌株的运动能力产生抑制作用。生物膜定量结果显示,与野生型PAO1菌株相比,细菌培养18 h后PA0575-1的生物膜含量降低(P0.05),PA0575-2、PA0575-3菌株的生物膜含量升高。最后成功构建了PA0575基因不同结构域的8个表达载体,并获得了异源表达蛋白。【结论】PA0575基因降低铜绿假单胞菌胞内c-di-GMP的水平,影响表型的同时也抑制了氯霉素抗性基因的表达。以上研究为PA0575基因对表型的影响奠定了基础。     

酰基高丝氨酸内脂合成酶LasI对禽致病性大肠杆菌生物学特性的影响

【背景】禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli, APEC)是禽类主要病原菌之一,群体感应(Quorumsensing,QS)系统可通过信号分子调控其生物学特性。在APEC中信号分子AHL对其生物学特性的影响目前尚不清楚。【目的】研究信号分子AHL对APEC生物学特性的影响。【方法】将含铜绿假单胞菌酰基高丝氨酸内脂合成酶(Acyl-homoserine-lactone synthase,lasI)基因的表达质粒转化至APEC菌株DE17中,构建重组菌株DE17-lasI,利用LasI在DE17中合成AHL。比较野生株和重组菌株产生AHL信号分子、生长特性、生物被膜形成能力、运动性以及耐药性等生物学特性的差异;运用Real-timePCR技术,比较野生株和重组菌株中与生物被膜形成、运动性以及毒力因子相关基因的转录水平。【结果】对重组菌株AHL信号分子检测表明,DE17-lasI能够产生AHL信号分子,与野生株DE17相比,DE17-lasI生物被膜形成能力和运动性显著降低(P0.01),但其生长特性和耐药性无显著变化(P0.05);Real-time PCR检测结果表明,重组菌株的毒力因子fimH转录水平上调了58.8倍,而ompA、iss分别下调了95.4%、77.3%。与生物被膜形成相关基因agn43下调了75%,鞭毛合成基因flhA下调了80.8%。此外,AHL受体sdiA的转录水平上调了19.8倍。【结论】转化lasI至APEC中,能促进其在APEC中合成信号分子AHL,并显著影响APEC的部分生物学特性,为进一步探讨AHL型群体感应系统对APEC的调控作用提供参考。     

VirAB在单核细胞增生李斯特菌耐药性及生物被膜形成中的作用

[背景]单核细胞增生李斯特菌(Listeriamonocytogenes,Lm)对一些临床常用抗生素、乳酸链球菌素(Nisin)等抗菌药物的敏感性下降,然而其背后的机制仍未完全阐明.[目的]调查转运蛋白VirAB在Lm对抗菌药物的耐药性及生物被膜形成中的作用.[方法]利用同源重组技术构建Lm基因缺失突变株,比较野生株和...     

Comparison of the pathogenic potentials of environmental and clinical vibrio parahaemolyticus strains indicates a role for temperature regulation in virulence

Although the presence of pathogenic Vibrio spp. in estuarine environments of northern New England has been known for some time (C. H. Bartley and L. W. Slanetz, Appl. Microbiol. 21: 965-966, 1971, and K. R. O'Neil, S. H. Jones, and D. J. Grimes, FEMS Microbiol. Lett. 60:163-167, 1990), their virulence and the relative threat they may pose to human health has yet to be evaluated. In this study, the virulence potential of 33 Vibrio parahaemolyticus isolates collected from the Great Bay Estuary of New Hampshire was assessed in comparison to that of clinical strains. The environmental isolates lack thermostable direct hemolysin (TDH) and TDH-related hemolysin (TRH), which are encoded by tdh and trh, respectively. Though not hemolytic, they do possess putative virulence factors, such type III secretion system 1, and are highly cytotoxic to human gastrointestinal cells. The expression of known and putative virulence-associated traits, including hemolysin, protease, motility, biofilm formation, and cytotoxicity, by clinical reference isolates correlated with increased temperature from 28°C to 37°C. In contrast, the environmental isolates did not induce their putative virulence-associated traits in response to a temperature of 37°C. We further identified a significant correlation between hemolytic activity and growth phase among clinical strains, whereby hemolysin production decreases with increasing cell density. The introduction of a tdh::gfp promoter fusion into the environmental strains revealed that they regulate this virulence-associated gene appropriately in response to temperature, indicating that their existing regulatory mechanisms are primed to manage newly acquired virulence genes.     

阿萨希毛孢子菌的溶血活性及生物膜形成能力与其基因型关系研究

目的 分析临床分离自尿路感染患者的阿萨希毛孢子菌的体外溶血活性及生物膜形成能力与其基因型的关系,为临床诊治提供依据.方法 玻璃珠法提取总DNA,并采用PCR技术利用IGS1区特异性引物确定其基因型别;同时,平板法和XTT还原比色法分别检测阿萨希毛孢子菌的溶血活性及生物膜形成能力,并分析其与基因型的关系.结果 10株分离自尿路感染的阿萨希毛孢子菌基因型分别属于Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,其中以Ⅳ型为主;所分离菌株均具有不同程度的溶血活性;除1例分离株外,其余各分离株均具有在聚苯乙烯表面形成生物膜的能力;基因型Ⅲ型菌株具有较强的溶血活性和生物膜形成能力.结论 分离自尿路感染患者的10株阿萨希毛孢子菌以Ⅳ型为主,而其中Ⅲ型菌株表现出较强的溶血活性和生物膜形成能力.     

M60家族肽酶参与调控蜡质芽胞杆菌AR156防治南方根结线虫病的作用机制

【背景】南方根结线虫(Meloidogyne incognita)寄主范围广泛,能侵染茄科、豆科、葫芦科等蔬菜,对世界农业生产造成了严重危害,每年造成的损失可高达数百亿美元。蜡质芽胞杆菌(Bacillus cereus) AR156是一种革兰氏阳性杆状细菌,对于南方根结线虫引起的土传病害有较好的防治效果,并且已经完成了全基因组测序。【目的】了解AR156对南方根结线虫的生防机理,寻找与生防功能相关的基因,进行遗传功能基因的分析。【方法】构建蜡质芽胞杆菌AR156 miniTn10随机插入突变体文库,通过对南方根结线虫致死率和温室防病试验进行筛选,找到与AR156生防能力相关的突变体,鉴定相关功能基因,并对产蛋白酶活性、定殖能力、生物膜形成和游动性等方面进行检测。【结果】与AR156野生型相比,转座子插入位点在M60家族肽酶的突变体BC41产蛋白酶活性下降,植物根围定殖能力减弱,生物膜形成能力和游动性受到影响,从而导致其防治南方根结线虫的能力降低。【结论】通过对生防相关功能基因的分析,初步明确M60家族肽酶在蜡质芽胞杆菌AR156防治南方根结线虫的过程中发挥重要作用。     

转座子随机插入鉴定肠炎沙门氏菌生物膜形成相关基因

[目的]生物膜在沙门氏菌的致病性和引起沙门氏菌食物中毒等方面起着重要作用,本研究为了鉴定影响沙门氏菌生物膜形成的基因.[方法]利用结晶紫染色定量法对74株鸡源的肠炎、鸡白痢和鸡伤寒沙门氏菌进行生物膜测定,选择生物膜生长较好的肠炎沙门氏菌C050041,采用转座子随机插入法构建突变株库.[结果]84%的鸡源沙门氏菌菌株可在塑料表面形成生物膜;通过转座子插入获得1924个突变株,筛选的生物膜降低突变株经生长曲线测定、测序和序列比对及Southern blot分析鉴定出15个插入基因,它们分别为metE、ompR、rpoS、,和G、rfaJ、rfaK、rfaP、rfbH、rhlE、spiA、steB、tpx、ybdN和2个未知功能的基因.[结论]我们鉴定出了多个影响生物膜形成的新基因,这些基因的发现为进一步研究沙门氏菌生物膜形成的调控机制,研制减毒沙门氏菌疫苗奠定了基础.     

一株工业腐败物中魏氏柠檬酸杆菌的分离鉴定及产生物膜特性分析

【目的】分离和鉴定工业腐败物中高产细菌生物膜菌株,并明确该菌的部分产膜特性。【方法】通过微孔板结晶紫染色法对分离的菌株进行产膜能力评价,根据菌落形态、生理生化特性和16S rRNA序列的系统进化树分析进行菌株鉴定;同时利用扫描电子显微镜(SEM)和结晶紫染色法分别研究材料及温度对该菌产膜特性和能力的影响。【结果】筛选出一株高产细菌生物膜菌株,经鉴定该菌为魏氏柠檬酸杆菌;其在玻璃、不锈钢和聚氯乙烯(PVC)材料表面均能形成生物膜;温度条件显著影响产膜能力,在30°C时,菌株在PVC材料表面形成生物膜能力最强。【结论】工业腐败物中含有高产细菌生物膜菌株,并且产膜受附着物和温度影响。     

XRE家族转录因子XrpA调控粘质沙雷氏菌的耐酸能力

【背景】工业菌株的耐酸能力是发酵过程中的一大挑战。粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)作为肠杆菌科的一种细菌,可生成2,3-丁二醇、乙偶姻和灵菌红素等高附加值产品。然而目前对于粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制尚不清楚。【目的】通过对转录调控因子XrpA的挖掘以及对其功能的研究,探究粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制,为改善工业菌株耐酸能力提供新的策略。【方法】通过对粘质沙雷氏菌进行转座子插入突变,构建了一个Tn5G转座子插入突变文库,利用文库筛选了一株酸敏感型突变株,并对其进行测序鉴定;同时还对突变菌株中与耐酸相关关键基因的转录水平以及细胞膜通透性、细胞膜完整性和H+-ATPase的活性变化进行检测。【结果】发现了一个响应酸胁迫的转录调控因子BVG90_23400,其属于XRE超级家族转录调控因子,命名为XrpA。在酸性条件下,与野生型菌株(JNB5-1)相比,xrpA被阻断后导致了粘质沙雷氏菌多种表型的变化,其中包括生物量显著下降、H+-ATPase活性降低、细胞膜的通透性以及完整性受到破坏。【结论】 XrpA影响粘质沙雷氏菌耐酸能力的分子机制是通过对细胞膜通透性、细胞膜完整性以及H+-ATPase活性的正向调节来维持细胞在酸性条件下的内环境稳态。同时,XrpA可以通过调节酸性应激反应基因的转录水平来影响细胞内环境稳态,从而调控粘质沙雷氏菌对低pH的耐受能力。