Ⅲ型分泌系统2转录因子YqeI对禽致病性大肠杆菌生物被膜调控机制的研究

生物被膜是导致细菌产生耐药性的主要原因之一,本文通过探究Ⅲ型分泌系统2(ETT2)转录调节因子YqeI对禽致病性大肠杆菌生物被膜形成的影响及其影响机制,为探究ETT2对禽致病性大肠杆菌致病机制的影响提供研究基础。利用Red同源重组的方法构建yqeI基因缺失株,并通过检测野生株与缺失株生物被膜形成能力、结合转录组学测序及荧光定量检测生物被膜基因表达量等,探究转录调节因子YqeI对禽致病性大肠杆菌生物被膜形成能力的影响。结果显示成功构建了yqeI基因缺失株,且yqeI的缺失并不影响生长曲线,但生物被膜形成能力显著下降,且相关生物被膜基因转录量显著下调。禽致病性大肠杆菌ETT2转录调节因子YqeI显著影响了禽致病性大肠杆菌生物被膜形成能力,为从ETT2及yqeI的角度发掘潜在的调控网络提供依据。     

Ⅲ型分泌系统2转录因子YqeI对禽致病性大肠杆菌生物被膜调控机制的研究

生物被膜是导致细菌产生耐药性的主要原因之一,本文通过探究Ⅲ型分泌系统2（ETT2）转录调节因子YqeI对禽致病性大肠杆菌生物被膜形成的影响及其影响机制,为探究ETT2对禽致病性大肠杆菌致病机制的影响提供研究基础。利用Red同源重组的方法构建yqeI基因缺失株,并通过检测野生株与缺失株生物被膜形成能力、结合转录组学测序及荧光定量检测生物被膜基因表达量等,探究转录调节因子YqeI对禽致病性大肠杆菌生物被膜形成能力的影响。结果显示成功构建了yqeI基因缺失株,且yqeI的缺失并不影响生长曲线,但生物被膜形成能力显著下降,且相关生物被膜基因转录量显著下调。禽致病性大肠杆菌ETT2转录调节因子YqeI显著影响了禽致病性大肠杆菌生物被膜形成能力,为从ETT2及yqeI的角度发掘潜在的调控网络提供依据。     

禽致病性大肠杆菌唾液酸酶siaK1基因缺失株的构建及其生物学特性分析

禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)是危害养禽业发展的重要病原之一。本试验利用Red同源重组技术构建APEC IMT5155唾液酸酶基因sia K1缺失株和互补株,系统比较其生物学特性的差异。生长曲线测定表明,缺失株比野生株和互补株生长速度加快,而野生株和互补株的生长速度无明显差异;生物被膜形成能力测定表明,sia K1缺失导致细菌生物被膜形成能力显著减弱,而互补株可恢复至野生株水平,说明sia K1基因缺失可影响禽致病性大肠杆菌的生长速度及生物被膜的形成。本研究为进一步探讨sia K1基因功能奠定了基础。     

乳源金黄色葡萄球菌生物被膜形成能力及多位点序列分型分析

试验以55株乳源金黄色葡萄球菌为研究对象,通过结晶紫染色法分析其生物被膜形成能力,应用PCR技术检测乳源金黄色葡萄球菌的所携带的耐药基因和生物被膜形成相关基因。结果表明,55株金黄色葡萄球菌中34株生物被膜形成能力较强,17株生物被膜形成能力较弱,4株无生物被膜形成能力;55株细菌中17株(31%)携带mec A耐药基因,17株金黄色葡萄球菌分为9个ST型,均属于已发现的ST型,其中ST97和ST398为优势株。上述来源相近的金黄色葡萄球菌分型后,基本位于ST97和ST98两个大簇,说明该地区引起奶牛乳房炎的细菌型别相对较集中。生物被膜相关基因Ica A、Ica D、Ica R、Eno、Atl、aap、Bap和sig B基因的检出率分别为44%、36%、27%、89%、60%、42%、18%和25%。研究表明,乳源金黄色葡萄球菌的生物被膜形成能力较强,生物被膜形成能力较强的菌株均携带多个生物被膜形成相关基因,说明生物被膜的形成过程可能是受多个基因共同调节。     

Ⅵ型分泌系统分泌蛋白ClpV对禽致病性大肠杆菌生物学特性的影响

为研究clpV对禽致病性大肠杆菌(APEC)生物学特性的影响,本研究通过Red同源重组构建了APEC DE17株的clpV缺失株DE17ΔclpV及其回补株DE17CΔclpV,比较分析了野生株、缺失株和回补株的生长曲线,运动性和生物被膜(BF)形成能力;对DF-1细胞的黏附、侵入能力以及通过荧光定量PCR检测clpV缺失后对Ⅵ型分泌系统(T6SS)相关基因转录水平的影响。结果显示,通过Red同源重组构建了clpV基因缺失株与回补株,利用分光光度计测OD600nm绘制野生株、缺失株和回补株的生长曲线。结果显示,与野生株相比,缺失株DE17ΔclpV生长速率无明显变化;其运动和BF形成能力的检测结果显示,与野生株相比,缺失株DE17ΔclpV的运动能力降低(p0.05),而其BF形成能力则升高(p0.05);分别将DE17、DE17ΔclpV和DE17ΔclpV感染DF-1细胞,与野生株相比,缺失株DE17ΔclpV对DF-1细胞的黏附能力升高(p0.01),而侵入能力减弱(p0.01)。荧光定量检测结果显示,与野生株相比,clpV缺失株csgD、icmF、lip和hcp基因的转录水平升高(p0.05),而vgrG和rpoD基因的转录水平降低(p0.05)。本研究结果表明,T6SS的分子伴侣ClpV影响APEC的生物学特性,为进一步研究T6SS的功能及其致病机制提供参考。     

大肠杆菌外膜蛋白ompF基因与Ⅰ类整合酶基因在生物被膜状态下表达相关性的研究

本试验拟研究生物被膜状态下外膜蛋白ompF基因与大肠杆菌Ⅰ类整合酶基因表达的相关性,初步探讨外膜蛋白对Ⅰ类整合酶基因的调控作用。利用Red同源重组系统构建大肠杆菌野生株的ompF基因缺失株和回复株,分别检测它们的生长曲线,并通过实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测生物被膜状态下亲本株,ompF基因缺失株和回复株的Ⅰ类整合酶基因mRNA的表达水平,分析它们的表达相关性。生长曲线检测发现ompF基因虽然不是大肠杆菌生长繁殖所必需的功能性基因,敲除后不会导致大肠杆菌的死亡,但会对大肠杆菌的生长有一定的影响。生物被膜状态下ompF基因缺失株Ⅰ类整合酶基因的表达水平比野生株明显降低,回复株Ⅰ类整合酶基因的表达水平有所升高,但未回复到野生株的表达水平。初步确定在生物被膜状态下,ompF基因对大肠杆菌Ⅰ类整合酶基因的表达有影响,此结果可为进一步研究生物被膜状态下大肠杆菌的耐药机制开拓新的研究方向。     

伴侣蛋白Hfq对禽致病性大肠杆菌致病力的影响

为了探究小RNA(sRNA)伴侣蛋白Hfq在禽致病性大肠杆菌(APEC)感染致病过程中的作用,本研究采用Red同源重组法构建了禽致病性大肠杆菌FY26的hfq缺失株FY26Δhfq,通过测定缺失株生长曲线、生物被膜形成、体内定殖、胞内存活等能力来判定sRNA伴侣蛋白Hfq对APEC致病力的影响。在体外,生物被膜形成能力直接决定着细菌对外界环境的抵抗能力,而在细菌进入体内后,其生长速率、黏附、定殖、吞噬细胞内的存活等能力均会直接影响其致病力。在进行了缺失株FY26Δhfq与野生株FY26的生长曲线测定试验、生物被膜形成能力测定试验、感染雏鸡试验、雏鸡体内定殖与侵袭试验、DF-1细胞黏附及HD11吞噬细胞内存活试验后,结果表明：hfq缺失株相较野生株其生长速率下降,生物背膜形成能力降低了18.6%,感染雏鸡时毒力降低,感染7 d后存活率为80%,在雏鸡体内定殖侵袭减弱,体内竞争能力下降至33.2%,对DF-1细胞的黏附能力降低,HD11吞噬细胞内的存活能力下降,单个细胞内存活的细菌数大多少于6个。研究表明,sRNA伴侣蛋白Hfq对APEC的致病力起着关键的正向调控作用。     

禽致病性大肠杆菌Ⅵ型分泌系统2evfC基因缺失株的构建及其生物学特性分析

为了分析VI型分泌系统2(Type VI secretion system2,T6SS2)核心组分Evf C对禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)生物学特性及致病性的影响,本研究采用Red同源重组系统构建APEC evf C基因缺失株,并利用低拷贝质粒p STV28构建互补株。然后比较分析野生株、缺失株与互补株的生长曲线、运动性、生物被膜形成能力、黏附侵袭能力、胞内存活能力、动物致病力等生物学特性差异。结果表明,evf C基因缺失不影响APEC的生长速度、运动性、生物被膜形成能力、黏附侵袭能力。然而,缺失evf C可导致APEC在HD-11胞内存活能力及对雏鸭的致病力降低。本研究为阐述APEC T6SS2的致病作用提供了参考依据。     

Fur/RyhB调控禽致病性大肠杆菌运动性机制的研究

大肠杆菌的运动性主要由鞭毛提供动力,鞭毛是致病性大肠杆菌重要毒力因子之一,本文通过探究Fur及其负调控的非编码RNA——RyhB对禽致病性大肠杆菌(APEC)运动性的影响,为探索防控禽大肠杆菌病的潜在靶点提供科学依据。通过Red同源重组方法构建AE17△Fur和AE17△Fur/RyhB,比较缺失株与原始株运动性特征,结合转录组学数据探究Fur和RyhB对APEC鞭毛以及生物被膜形成的影响。结果显示成功构建了AE17△Fur和AE17△Fur/RyhB,转录组学结果显示Fur的缺失基本上使所有鞭毛相关的基因下调。Fur的缺失使APEC的运动性显著减弱,RyhB对APEC的运动性没有显著影响,△Fur/RyhB较△Fur运动能力有所增加。△Fur和△Fur/RyhB生物被膜形成能力显著增强,△RyhB生物被膜形成减弱,与运动性趋势基本一致。Fur对禽致病性大肠杆菌的鞭毛组装有非常重要的作用,其负调控的RyhB一定程度上可以抑制这种作用机制的影响,并进一步影响了生物被膜的形成,为寻找相关药物靶点提供可能。     

肠炎沙门菌luxS缺失株的构建及其生物学特性研究

拟研究LuxS/AI-2群体感应系统对肠炎沙门菌(Salmonella enterica Serovar Enteritidis,SE)生物学特性的影响。利用Red同源重组系统构建LuxS/AI-2系统关键基因luxS缺失株,通过比较亲本株和luxS缺失株体外生长速率、药物敏感性、细胞黏附侵袭能力及生物被膜形成能力等生物学特性,初步分析AI-2/LuxS系统对SE生物学特性的影响。结果显示,luxS缺失株能够稳定遗传缺失的△luxS基因;体外生长速率略快;生物被膜形成能力明显增强;对DF-1细胞和Caco-2细胞黏附侵袭能力均显著增加;对氟喹诺酮类药物敏感性提高128~256倍,对氨苄西林、四环素、多西环素、氯霉素和氟苯尼考类等的药物敏感性提高了8倍。以上结果表明,LuxS系统影响肠炎沙门菌的生物学特性(如生物被膜形成、对细胞的黏附侵袭能力),并且该系统也通过某种耐药机制影响肠炎沙门菌的药物敏感性。     

单增李斯特菌inlK基因缺失株的构建及其生物学特性分析

为了分析内化素InlK对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)生物学特性及致病性的影响,利用自杀性质粒进行同源重组构建LM标准菌株10403s的inlK基因缺失株,然后比较分析野生株、inlK基因缺失株的生长特性、生物被膜形成能力、细胞侵袭能力、动物致病力等差异。结果显示,inlK基因缺失不影响LM的生长速度,但可导致LM的生物被膜形成能力下降。细胞感染试验表明基因缺失株ΔinlK对RAW264.7细胞的侵袭及胞内存活能力分别下降了18%和31%。动物感染试验显示野生株和基因缺失株ΔinlK对小鼠的致死率分别为80%(4/5)和40%(2/5),且基因缺失株ΔinlK的体内定殖能力显著低于野生株。本研究表明内化素InlK在LM感染过程中发挥着重要作用,为了解LM的致病作用提供参考。     

奶牛乳房炎大肠杆菌的青霉素耐药特征研究

为了研究奶牛乳房炎大肠杆菌的青霉素耐药特征,采用药敏纸片法检测了123株大肠杆菌对青霉素的耐药性,并利用β-内酰胺酶试剂盒测定耐青霉素株β-内酰胺酶活性,同时采用刚果红法和改良结晶紫半定量方法检测生物被膜的形成能力。结果表明:123株受试大肠杆菌中,对青霉素耐药的菌株有122株,耐药率99.19%。122株耐青霉素大肠杆菌中,生物被膜检测为阳性的菌株有92株(75.41%),β-内酰胺酶检测为阳性的有72株(59.02%);β-内酰胺酶阳性而生物被膜阴性的菌株有15株(12.30%),β-内酰胺酶和生物被膜同为阳性的有57株(46.72%);β-内酰胺酶为阴性但生物被膜为阳性的菌株有35株(28.69%)。92株生物被膜阳性菌株中,29株(31.52%)具有强成膜能力,61株(66.30%)具有中等成膜能力,2株(2.17%)成膜能力较弱。说明奶牛乳房炎大肠杆菌对青霉素的耐药率较高;大肠杆菌青霉素耐药性受β-内酰胺酶和生物被膜多种因子的共同调控。     

粪肠球菌ace基因缺失突变株的构建

本研究旨在构建粪肠球菌胶原蛋白黏附素基因(ace)缺失突变株,为进一步探讨该基因编码的毒力因子Ace的功能奠定基础。利用pK18mobSacB质粒作为基因敲除载体,构建粪肠球菌ace基因重组自杀质粒pK001,通过体内同源重组筛选成功敲除ace基因的突变株,然后对突变株细菌黏附体外培养猪肠上皮细胞IPEC-J2及其细菌生物被膜形成的情况进行了检测。结果显示,同源重组后,经过卡那霉素抗性筛选、PCR及Southern blot鉴定,成功获得了ace基因缺失突变株肠球菌△ace。细菌生长曲线测定试验表明,ace基因敲除对细菌的生长繁殖并无明显影响,但体外生物被膜测定试验显示基因缺失突变株肠球菌△ace的生物被膜形成能力有所降低。本研究证实了毒力因子Ace对猪源粪肠球菌与宿主黏附的重要作用,该基因缺失突变株的构建为进一步的理论研究和疫苗研发奠定基础。     

atpA基因缺失对貉源大肠杆菌生物学特性的影响

为研究编码ATP合酶α亚基对大肠杆菌生物学特性的影响，本研究利用λ-Red同源重组技术构建貉源致病性大肠杆菌LCE-1 (WT) atpA基因缺失菌株LCE-1ΔatpA (KO)和基因回补株LCE-1ΔatpA/pBR322-atpA (RS)，并均采用PCR和测序鉴定。在此基础上，进一步分析atpA基因缺失对大肠杆菌的生长特性、生化特性的影响，结果显示，在LB培养基中KO菌株与WT菌株相比生长无明显差异，但在M9培养基中生长明显减缓；KO菌株的部分生化特性也发生了变化，对蔗糖、肌醇的分解利用发生改变，α-葡萄糖苷酶、β葡萄糖醛酸酶、精氨酸双水解酶活性也发生了改变。通过试管及微量结晶紫法分析3株菌生物被膜(BF)的形成能力，结果显示atp基因缺失能够显著降低大肠杆菌BF的形成能力(P<0.01)。对这3株菌进行酸应激、碱应激、热应激以及氧化应激测定这3种菌株对环境变化的应激能力，结果显示atp基因缺失能够显著提高大肠杆菌对酸应激、碱应激、热应激和氧化应激的敏感性。通过K-B纸片法对这3株菌的耐药性进行测定，结果显示KO菌株对多种抗生素的敏感性有所增强。利用KO、WT菌株分别感染...     

副猪嗜血杆菌qseC基因缺失突变对生物被膜形成的影响

通过构建副猪嗜血杆菌qseC突变体,探讨qseC基因的缺失对副猪嗜血杆菌生长和生物被膜形成的影响。利用自然转化方法构建副猪嗜血杆菌qseC基因的突变体,测定副猪嗜血杆菌野生株SC096与缺失株ΔqseC的生长情况并绘制生长曲线。结晶紫染色法定性检测野生株和突变体生物被膜的差异;通过96微孔板定量方法检测突变体生物被膜的量;电镜观察二者生物被膜的变化。结果如下:成功构建qseC基因突变体。生长曲线显示副猪嗜血杆菌野生株SC096与缺失株ΔqseC生长速度基本一致。缺失株ΔqseC较之野生株SC096生物被膜的形成能力有所减弱。研究表明,qseC基因对副猪嗜血杆菌生物被膜的形成有重要的调控作用。     

大肠杆菌肽基脯氨酰顺反异构酶slyD基因缺失株的构建及生物学特性研究

肽基脯氨酰顺反异构酶(PPIases)广泛存在于原核生物中,主要生物功能是专一性催化已磷酸化的丝/苏-脯氨酞顺/反异构。为研究大肠杆菌PPIases sly D基因缺失对其生物学特性的影响,本研究利用改进的Red重组方法构建大肠杆菌BL21株的sly D缺失株,命名为BL21Δsly D;并通过突变株的形态学变化、生长特性、生化代谢特性、耐酸性、耐渗透压能力、耐温度缺氧能力对其进行鉴定。结果表明,缺失株生长速率、耐高温缺氧能力与亲本株相比差异不显著,然而突变株的耐酸性与耐渗透压能力则显著低于亲本株(p0.01),表明大肠杆菌PPIases sly D基因可能影响双组份调控系统的调节作用。本研究构建的大肠杆菌sly D基因缺失株BL21Δsly D为进一步研究大肠杆菌sly D基因的功能奠定了基础。     

Pal影响肠炎沙门菌的生物被膜形成和耐药性

为了研究肽聚糖相关脂蛋白(peptidoglycan-associated lipoprotein, Pal)在肠炎沙门菌生物被膜形成和耐药中的作用,本研究构建了肠炎沙门菌的pal缺失株,对其生物被膜形成能力进行检测,同时检测Curli菌毛和纤维素形成,以及检测生物被膜形成相关基因表达水平。结果显示,与野生型菌株相比,pal基因缺失株生物被膜形成能力显著降低,Curli菌毛分泌量降低,但纤维素形成无显著降低,生物被膜相关基因表达水平显著降低。为进一步分析pal基因在肠炎沙门菌耐药性中的作用,本研究测试了多黏菌素B对该菌的最低抑菌浓度(MIC)。结果显示,pal基因缺失株对多黏菌素B的MIC降低了75%。综上所述,本研究表明pal基因影响肠炎沙门菌生物被膜形成和耐药性,研究结果为肠炎沙门菌Pal的功能研究奠定了基础。     

大黄酸干预木糖葡萄球菌生物被膜及其作用机制研究

试验通过标准微量稀释法测定大黄酸的亚抑菌浓度(MIC),利用结晶紫染色法考察大黄酸对木糖葡萄球菌生物被膜形成的干预作用;以木糖葡萄球菌谷氨酰胺酶缺失株和咪唑甘油磷酸酯脱水酶缺失株为研究对象,测定不同亚抑菌浓度药物大黄酸对各菌株生物被膜形成能力的影响,考察药物在生物被膜不同形成时期对细菌生物被膜形成能力的影响,探索大黄酸干预木糖葡萄球菌生物被膜形成的作用机制。结果显示,大黄酸对木糖葡萄球菌的MIC为64 mg/L;亚抑菌浓度的大黄酸具有抑制木糖葡萄球菌生物被膜形成的能力,且随着大黄酸浓度增加,其干预作用越明显,抑制效果越好;以木糖葡萄球菌标准菌株作为参照,谷氨酰胺酶缺失株、咪唑甘油磷酸酯脱水酶缺失株形成生物被膜的能力极显著下降(P<0.01);在各亚抑菌浓度大黄酸中谷氨酰胺酶缺失株抑制率均显著降低,咪唑甘油磷酸酯脱水酶缺失株在低浓度大黄酸中抑制率也显著降低;药物大黄酸对木糖葡萄球菌生物被膜的干预主要在6 h与12 h发挥显著作用,谷氨酰胺酶对生物被膜的抑制时间也在6 h和12 h。研究表明,亚抑菌浓度大黄酸可以显著抑制木糖葡萄球菌生物被膜形成,通过谷氨酰胺酶、咪唑甘油磷酸酯脱水酶为靶点发挥干预作用;且大黄酸对生物被膜的干预时期在生物被膜形成的早期阶段,可能是通过抑制细菌黏附发挥干预生物被膜形成作用。     

鼠伤寒沙门氏菌SL1344株△crp△cya缺失株的构建及其生物学特性初步研究

为研制更加安全并保持良好免疫原性的弱毒株鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium)及疫苗活载体,本研究通过自杀性质粒介导的细菌同源重组技术,将已缺失cya基因的SL1344株进一步缺失crp基因,构建S.typhi-murium SL1344△crp△cya双基因缺失突变株,并对其生物学特性进行初步研究。双基因缺失株的构建是以含有重组自杀性质粒pRE△crp的大肠杆菌χ7213为供体菌,SL1344△cya为受体菌进行接合转移,两步法筛选crp/cya基因双缺失突变株,并通过PCR和测序鉴定。对双缺失菌株的生物学特性鉴定表明,SL1344△crp△cya血清型与亲本株SL1344△cya及野生株SL1344保持一致,并且能够稳定遗传缺失后的crp基因;其生化特性与亲本株基本相近,但与野毒株相比发生明显变化,生长速度也更为缓慢;对雏鸡致病性测定试验显示,双缺失株毒力比SL1344至少降低了约106倍。实验结果表明,S.typhimurium SL1344△crp△cya缺失株具有良好的遗传稳定性,毒力明显降低,为深入研究以S.typhimurium为载体的口服疫苗奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌oppCDF基因缺失株的构建及生物学特性分析

利用λ-Red同源重组技术构建鼠伤寒沙门菌oppCDF基因缺失株,并检测其生长特性、运动性、生物被膜形成能力、胞内存活能力及LD₅₀毒力。结果显示,与野生型菌株相比,oppCDF基因缺失株的生长特性无明显变化;oppCDF基因缺失株可降低鼠伤寒沙门菌的运动性;oppC与oppF基因缺失后可提高鼠伤寒沙门菌生物被膜形成能力;同时,oppC基因缺失可降低在RAW267.4细胞内的存活能力和其在小鼠体内的毒力,oppF基因缺失可显著增强在RAW267.4内的存活能力和对小鼠毒力的影响,而oppD基因缺失后其在小鼠体内的毒力和RAW267.4内的存活率均无显著变化。研究表明,oppCDF基因与鼠伤寒沙门菌的运动性、生物被膜形成和毒力密切相关,为进一步揭示鼠伤寒沙门菌致病作用中的复杂调控和机制提供了理论基础。