基于高通量共聚焦激光扫描显微镜方法定量分析副溶血性弧菌生物被膜结构

【目的】副溶血性弧菌是水产品中常见的食源性致病菌,生物被膜的形成对副溶血性弧菌的环境生存和传播至关重要。这项工作的目的是评估临床和环境中分离出的44株副溶血性弧菌菌株形成的生物被膜的结构多样性。【方法】该研究基于共聚焦激光扫描显微镜的高通量方法,使用与高分辨率成像兼容的96孔微量滴定板,结合结构分析软件ISA-2来研究生物被膜形成和结构,分析22株食品与22株临床来源的副溶血性弧菌菌株形成的生物被膜结构参数(生物体积、平均厚度、粗糙系数)。【结果】CLSM图像显示,44株副溶血性弧菌菌株在培养48h后能够形成3D结构,进一步比较分析了临床来源菌株与环境来源菌株形成的生物被膜结构异同,发现临床菌株生物被膜的变异系数比环境菌株生物被膜的变异系数小,且同时携带tdh和trh两种毒力因子的菌株生物被膜变异性最小。凝聚层次聚类分析结果显示,副溶血性弧菌生物被膜可以分为致密且表面光滑(39%)、斑驳且表面粗糙(27%)、疏松且表面坑洼(34%),临床菌株易形成致密且表面光滑和斑驳且表面粗糙的生物被膜,而环境菌株易形成致密且表面光滑和疏松且表面坑洼的生物被膜。【结论】该研究深入了解了副溶血性弧菌生物被膜结构差异性,为今后对临床和环境来源的副溶血性弧菌生物被膜采取不同的防控和清除措施提供了理论支撑。     

冷激条件下预形成副溶血性弧菌生物被膜的发展变化

【目的】生物被膜可附着在食品或医药生物材料表面引起持续性的感染,而现今极少有关于温度变化对预形成生物被膜影响的研究。本文分析了冷激条件下副溶血性弧菌预形成生物被膜的发展变化。【方法】以改进的结晶紫染色法检测生物被膜总量,以改进的超声法和Lowry法量化胞外多糖和蛋白质,以RNA试剂盒提取并纯化生物被膜形成的相关基因。同时,激光共聚焦扫描显微镜直观显示了冷激条件下预形成生物被膜形态结构的变化,并深入分析了生物被膜结构的变化,以及生物被膜结构参数和基因转录的相关性。【结果】在冷激条件下,副溶血性弧菌生物被膜总量增加,同时,副溶血性弧菌预形成的生物被膜胞外多聚物的主要成分胞外多糖和蛋白质也逐渐增加,被膜形成相关鞭毛基因和毒力基因的转录活跃。生物被膜的平均厚度(MT)、平均扩散距离(ADD)、孔隙率(P)、生物被膜粗糙度(BR)和均匀性(H)在冷激过程中也发生了变化,同时这些参数之间存在显著相关性(P<0.01),而生物被膜结构参数与生物被膜相关基因转录的相关性较弱(P<0.05)。【结论】因此,4°C和10°C冷激不能完全抑制副溶血性弧菌预形成生物被膜的生长,风险评估人员在制定控制食源性感染风险的战略时应考虑到这一因素。     

环境压力条件与超高压对致病性副溶血性弧菌耐药性的影响（英文）

分析不同环境压力条件(温度、pH、渗透压和超高压)对12株致病性副溶血性弧菌耐药性的影响。利用微量肉汤稀释法测定菌株在不同温度(37℃和30℃)、渗透压(1%和6%NaCl)、pH(6.0和9.0)及超高压(180、250和300 MPa)条件影响下,其对所测抗生素的最小抑菌浓度(MIC)。结果表明,在1%和6%NaCl质量分数、pH 9.0条件下,副溶血性弧菌的耐药性增强,而在30℃、pH 6和超高压条件影响下,其耐药性减弱。此外,菌株在所测环境压力条件影响下,其对环丙沙星和头孢类抗生素的耐药性基本保持不变。环境压力条件的改变可能会增强致病性副溶血性弧菌的耐药性。     

不同酒精度、盐度及酸碱度条件下醉泥螺中副溶血性弧菌的一级生长预测模型

通过分别控制酒精度、盐度、酸碱度三种单一变量腌制醉泥螺,测定醉泥螺中副溶血性弧菌的生长曲线,并采用SGompertz模型进行拟合,建立不同条件下的一级生长预测模型。结果表明酒精可以抑制副溶血性弧菌生长,而pH7.5和盐度3.3%的条件相对适合其生长。本文建立的醉泥螺中副溶血性弧菌在不同条件下的预测模型,可为醉泥螺安全性的预测、副溶血性弧菌的控制、工艺条件的改善提供依据。     

人体肠道细菌寡营养培养组条件的优化研究

【目的】探讨寡营养对人体肠道细菌培养组的条件。【方法】通过稀释富集培养基、固体平板和增菌肉汤培养基成分获得寡营养培养基。对健康人粪便样本分别用原液(0)、5、10、20、30和40倍稀释的富集培养基(添加羊血和瘤胃液的血培养瓶)连续增菌,在不同时间点(第0、3、6、9、15、27、30天)吸取增菌液,用YCFA (yeast casitone fatty acid)固体培养平板分离菌落;用YCFA增菌肉汤增菌后再次挑取单菌落,利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF)质谱和16S rRNA基因测序鉴定菌株。通过比较上述6种寡营养条件分离肠道菌群的效果,选取富集培养基原液、稀释10倍和30倍这3 种条件下分离效果较好的富集条件,与同样稀释倍数条件的固体平板和增菌肉汤分别组合成9种培养基条件,进一步优化肠道菌群的培养组条件。【结果】在6种寡营养富集培养基中,未稀释(原液)、10 倍和30倍稀释的富集培养基分离细菌的种类比其他...     

副溶血性弧菌生物被膜形成及其调控机制研究进展

副溶血性弧菌是一种广泛存在于海产品中并可引起人类急性肠胃炎的食源性致病菌。该菌形成的生物被膜能够增强体外环境中的存活率,促进对宿主的定殖和感染,还会导致被污染的加工设备与食物之间发生交叉感染。深入了解生物被膜形成背后的调控机制,有助于制定有针对性的策略,干扰其适应环境变化的过程,从而降低副溶血性弧菌对人类的危害。本文主要综述了鞭毛、菌毛和胞外的多糖等基质组分在生物被膜形成中的作用以及c-di-GMP和群体感应对生物被膜形成的调控。     

高通量快速测定致病性及非致病性副溶血性弧菌最大比生长速率

【目的】比较15 °C、20 °C和25 °C时, 9株不同致病性与非致病性副溶血性弧菌菌株在TSB (3% NaCl, pH 8.0)中的最大比生长速率之间的差异。【方法】应用Bioscreen C全自动微生物生长曲线分析仪测定副溶血性弧菌的最大比生长速率。【结果】15 °C、 20 °C和25 °C时, 9株副溶血性弧菌菌株间最大比生长速率的变异系数分别为20.72%、17.5%和15.98%。不同副溶血性弧菌最大比生长速率之间的差异随着温度的降低而增加。【结论】在进行定量微生物风险评估时, 应用仅基于一株菌建立的生长预测模型会给预测结果带来较大的不确定性。需建立可描述不同副溶血性弧菌菌株的最大比生长速率的随机模型来为定量微生物风险评估提供更准确有效的预测模型。     

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...     

外膜蛋白OmpR对副溶血弧菌致病特性的影响

[目的]探究OmpR在副溶血弧菌生物学特性和致病性中发挥的作用。[方法]利用同源重组技术构建了副溶血弧菌ompR基因缺失株(ΔompR)和互补株(CΔompR),分析各菌株的生长特性、运动性和生物被膜形成能力的差异;比较各菌株对细胞黏附、细胞毒性和小鼠致病性的影响。[结果]ompR基因缺失对副溶血弧菌的生长特性、运动性以及细胞毒性无显著影响。但与野生株相比,ΔompR的生物被膜的形成能力显著降低;感染ΔompR的小鼠存活率升高了25%,病变程度更低;ΔompR在小鼠心脏、肝脏和肾脏中的载菌量显著低于野生株,互补株毒力基本恢复至野生株水平。[结论]OmpR参与副溶血弧菌生物被膜形成和致病过程,是副溶血弧菌潜在的毒力因子。     

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...     

副溶血性弧菌毒力基因表达时内参基因的选择

[目的]筛选出合适的内参基因用于分析不同环境条件下副溶血性弧菌毒力基因的表达情况.[方法]本研究以虾样品中、海水样品中、过滤海水样品中以及TSB培养条件下的副溶血性弧菌为材料,利用qRT-PCR技术评价了GAPDH、pvuA、pvsA和rpoS4种常用管家基因在不同条件下的表达稳定性.[结果]4种管家基因均能特异扩增,表达稳定性排列顺序为pvuA(2.906)＞pvsA(3.197)＞GAPDH(3.746)＞rpoS(6.512),进一步通过geNorm软件分析,最终选择两个表达最为稳定的内参基因即pvuA和pvsA,以二者的几何平均值作为参照可更为准确地校正目的基因的表达.[结论]pvuA和pvsA可作为环境样品中副溶血性弧菌毒力基因表达变化研究的内参基因.     

抗副溶血弧菌海洋真菌HL-3菌株的鉴定及其活性物质的分离

【背景】目前水产养殖中副溶血弧菌等水产致病菌的预防和治疗主要使用的是抗生素,短期内能够起到较好的效果,但是长期使用抗生素不仅使得病原菌的耐药性增加,而且会产生一系列问题。因此,寻找安全有效的抗生素替代品迫在眉睫。【目的】筛选具有抗副溶血弧菌活性的海洋微生物,鉴定其种类并优化其培养条件,并对其活性物质进行初步分离。【方法】利用稀释涂布平板法和平板划线法分离纯化海洋微生物,通过牛津杯法筛选具有抗副溶血弧菌活性的菌株。根据菌株的形态特征和ITS序列分析对活性菌株进行鉴定。通过筛选培养基种类和盐度确定其培养条件。通过半制备高效液相色谱制备化合物,并利用核磁共振波谱数据鉴定化合物的结构。【结果】从海螺、小黄鱼、对虾等11种样品中分离出海洋微生物菌株76株,其中真菌26株。筛选得到一株具有抗副溶血弧菌活性的真菌菌株HL-3,鉴定为黄曲霉。黄曲霉HL-3菌株在改良沙氏培养基条件下,产物化学多样性和抗菌活性较好。黄曲霉HL-3菌株在真菌5号培养基中产物单一且抗菌活性较好,纯化出来的化合物结构被鉴定为曲酸。曲酸对副溶血弧菌的最小抑菌浓度为4.0mg/mL。【结论】实验结果为进一步利用各种色谱手段分离纯化...     

海水真菌定量分析方法的初步研究

为定量分析海水真菌,分别采用不同的采样方法采样;并采用5种培养基,每种培养基分别用4种不同的处理方式,共20种不同处理组合,筛选出适合定量分析海水中真菌的平板计数方案。结果表明,不同的采样方法下,真菌在同一培养基上的生长无显著性差异。在同一海水水样中,马铃薯培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基用海水配制时几乎没有真菌生长;麦芽汁培养基在不同的处理条件下真菌略有生长,且各种处理间无明显差别,其种类主要是霉菌;察氏培养基和酵母菌浸出粉胨葡萄糖琼脂培养基在不同处理条件下真菌长势差别较大,种类主要是酵母菌。通过对20种培养组合的比较,选择酵母浸出粉胨葡萄糖琼脂培养基,用海水来配制培养基并用海水稀释样品的处理,可以培养出最大数量的海洋真菌。     

具有抗哈维氏弧菌活性共生真菌HLZ-3菌株的筛选、鉴定及其培养条件

【背景】目前,海水养殖业中主要利用抗生素来防治哈维氏弧菌等病原菌,但抗生素的长期使用或滥用会对环境和人体健康带来危害,因此既环保又有效的生物防治方法具有广阔的应用前景。【目的】从海水产品共生微生物中筛选具有抗菌活性的菌株,对活性菌株进行鉴定并确定其合成抗菌活性物质的培养条件。【方法】利用沙氏和2216E培养基,以稀释涂布平板法从海水养殖动物中分离真菌和细菌;利用牛津杯法测定微生物发酵液抗水产病原哈维氏弧菌的活性;通过菌株的培养特征、形态特征和ITS序列分析对抗菌活性菌株进行鉴定;通过筛选发酵培养基的种类及盐度确定培养条件。【结果】从海蚌、白虾、海蛎子等9种样品中分离出微生物52株,其中真菌30株、细菌22株;筛选得到2株具有抗哈维氏弧菌活性的真菌菌株;其中一株活性菌株HLZ-3被鉴定为塔宾曲霉;菌株HLZ-3合成抗菌活性物质的培养条件为4%NaCl的大米培养基,28°C静置培养2周。【结论】实验结果为进一步分离纯化菌株HLZ-3所产抗菌活性次生代谢产物提供了基础。     

副溶血性弧菌-霍乱弧菌混合生物被膜形成过程研究

【目的】研究副溶血性弧菌(Vibrioparahaemolyticus,VP)和霍乱弧菌(Vibriocholera,VC)混合生物被膜的形成过程。【方法】在4、8、12、24、36、48、60、72 h测定单独条件下VP、VC及其混合后生物被膜的形成情况,通过结晶紫染色法、平板菌落计数法、测定胞外多糖、胞外蛋白,通过荧光原位杂交(FISH)观察混合生物被膜形成。【结果】虽然形成的混合生物被膜量介于VC和VP之间,但混合生物被膜在形成过程中,成熟期后生物被膜量的变化较小,对环境的抗性增强。混合生物被膜中拥有更多的活菌,混合生物被膜形成过程中胞外蛋白和胞外多糖的变化体现出其可能在对抵御不适应环境中起重要作用,通过FISH可观察到不同时期生物被膜的变化过程。【结论】VC与VP共同形成生物被膜的过程中,混合生物被膜总量虽然减少,但混合生物被膜中拥有更多的活菌,这可能引起更大的危害。研究混合生物被膜形成过程中被膜的变化,可为有害生物被膜的控制提供基础。     

模拟失重环境对大肠杆菌K12表型异质性亚群菌株的影响

【背景】我国未来几年深空探索任务将呈"井喷式"发展,微生物对于航天活动的影响越来越引起关注,而国内外少有表型异质性亚群的研究。【目的】从表型异质性的角度探讨低剪切力模拟失重环境(Low-shearmodeledmicrogravity,LSMMG)和低剪切力正常重力环境(Low-shearnormalgravity,LSNG)对大肠杆菌K12造成的影响。【方法】利用旋转细胞培养系统模拟失重环境对大肠杆菌K12进行连续传代培养,从单克隆形态、颜色以及菌体形态等方面挑选出表型异质性的亚群菌株,对不同菌株进行增殖速率、抗生素耐药性、生物被膜形成、环境压力抵抗力以及细胞毒性的测定,以此评估低剪切力和模拟失重环境对大肠杆菌K12的影响。【结果】利用旋转细胞培养系统连续传代培养,总共分离出4株形态不同的表型异质性亚群菌株,其中2株来自模拟失重组(M1,Ma),另外2株来自正常重力对照组(N1,Na);4株亚群与原始菌株(P)相比,在增殖速率、生物被膜形成、环境压力抵抗力和细胞毒性方面均有增强或减弱的明显变化,对于抗生素的耐药性无明显变化。【结论】低剪切力模拟失重环境以及存在低剪切力的正常重力环境均能引起大肠杆菌表型异质性变化,与原始菌株相比,表型异质性亚群菌株在分化上并没有统一的方向,但仍需警惕那些可能对人类造成危害的变化表型。     

葡萄糖对表皮葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究

生物被膜(Biofilm)是条件致病菌表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)的主要致病因素,生物被膜的形成依赖多糖PIA合成,合成PIA的糖基转移酶由icaADBC基因编码。以生物被膜形成能力不同的菌株为对象,通过研究不同环境对生物被膜形成、细菌总糖量及相关基因表达的变化,探索外界环境对生物被膜形成的影响及葡萄糖对生物被膜诱导的分子机制。有利于生物被膜形成培养条件促进生物被膜形成及多糖的表达,葡萄糖能诱导ica基因的表达和生物被膜形成,ica基因的反义寡核苷酸(ODN)能对抗葡萄糖的作用;葡萄糖作用下不同生长周期生物被膜形成相关基因ica、icaR、AtlE表达不同。表皮葡萄球菌生物被膜的形成与细菌糖代谢有关,葡萄糖通过上调ica表达诱导生物膜形成,但不需要ica基因的持续表达;葡萄糖的诱导作用不是直接通过调节AtlE和icaR基因来实现的     

环境有机碳源抑制食弧菌嗜盐噬菌弧菌(Halobacteriovorax vibrionivorans)的捕食生长

【背景】蛭弧菌类群(Bdellovibrio-And-Like Organisms,BALOs)的生长所需碳源主要来源于宿主菌,而环境中各类碳源对其生长的影响还有待探究。【目的】探究不同环境有机碳源对食弧菌嗜盐噬菌弧菌(Halobacteriovorax vibrionivorans)捕食生长的影响,为其后续捕食机制和微生物菌剂的应用研究提供理论基础。【方法】以溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为宿主,采用96孔板测定细胞吸光度法和双层平板法测定不同糖类化合物、酵母提取物和胰蛋白胨对食弧菌嗜盐噬菌弧菌Y22捕食生长的影响,设置热致死宿主和活宿主、人工海水和Tris-HCl (25 g/L NaCl)培养体系的对比试验,结合菌株基因组信息分析,探索其可能的生长影响机制。【结果】食弧菌嗜盐噬菌弧菌Y22不具备转运外界糖类的相关基因,不能利用环境中的糖类物质作为碳源;宿主溶藻弧菌可以利用蔗糖、麦芽糖、甘露醇生长且产酸,降低人工海水混合培养体系的pH值,从而抑制菌株Y22的捕食;葡萄糖不仅可以改变人工海水混合培养体系的pH值,而且可影响宿主的细胞特性,抑制菌株Y22的捕食识别过程;宿主无法利用淀粉、α-乳糖生长,该类碳源不影响菌株Y22捕食生长。菌株Y22具有蛋白和多肽膜转运蛋白基因,可以通过分解并摄取宿主细胞蛋白质类物质以获取碳源和氮源。外源添加质量浓度为1-5 g/L酵母提取物和胰蛋白胨都会抑制菌株Y22捕食生长,抑制效果随浓度增加而加强,酵母提取物浓度超过4g/L、胰蛋白胨浓度超过5g/L,菌株Y22捕食现象几乎不可见,抑制效果最强。【结论】环境中糖类可通过影响宿主菌代谢产酸或细胞特性,从而影响食弧菌嗜盐噬菌弧菌的捕食生长。食弧菌嗜盐噬菌弧菌可以吸收利用环境中的蛋白或多肽,并因此抑制其捕食生长。该研究结果将为嗜盐噬菌弧菌捕食机制的进一步探究和嗜盐噬菌弧菌微生物菌剂的开发应用提供重要的理论基础。     

单核细胞增生李斯特菌中RsbU缺失株的构建及对生物被膜形成的影响

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)是一种重要的革兰氏阳性食源性致病菌,它能在大多数活性或非活性固体表面形成生物被膜,从而使抗逆性大大增强并且难以清除,给食品行业造成很大困扰。Sig B(σB)作为革兰氏阳性菌中主要的压力应答因子,在Lm生物被膜形成中起着重要作用,而Rsb U是单核细胞增生李斯特菌Sig B操纵子中的主要信号(能量和物理化学信号)传导蛋白。为检测Rsb U在Lm生物被膜形成中的作用以及与Sig B的关系,本实验构建了rsb U和sig B基因单缺失及双缺失突变株,比较在不同温度(25℃和37℃)和营养环境(营养丰富的BHI培养基和营养贫乏的MEM基础培养基)下,野生株和突变株生物被膜形成能力的差异。结果表明,缺失Rsb U和Sig B显著降低Lm在不同温度和培养基中生物被膜的形成能力;低温(25℃)和贫瘠的营养条件(MEM)更有利于Rsb U传递压力信号激活Sig B,从而作用Lm生物被膜的形成。