STM2503调控鼠伤寒沙门菌的生物被膜形成和压力适应性

作     者：王南威 李莉莉 陈凯风 周洲平 潘鹏 关晋 徐成刚 廖明 张建民 WANG NanWei;LI LiLi;CHEN KaiFeng;ZHOU ZhouPing;PAN Peng;GUAN Jin;XU ChengGang;LIAO Ming;ZHANG JianMin

作者机构：华南农业大学兽医学院/人兽共患病防控制剂国家地方联合工程实验室/农业农村部人兽共患病重点实验室/农业农村部兽用疫苗创制重点实验室/广东省动物源性人兽共患病重点实验室 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2024年第57卷第16期

页      面：3294-3304页

核心收录：

学科分类：090601[农学-基础兽医学] 09[农学] 0906[农学-兽医学] 

基　　金：国家自然科学基金(31972762) 广东省自然科学基金面上项目(2021A1515010815) 沃尔玛国际合作项目(SA1703162) 

主　　题：鼠伤寒沙门菌 c-di-GMP STM2503 生物被膜 运动性 

摘      要：【目的】通过揭示c-di-GMP通路基因STM2503调控鼠伤寒沙门菌生物被膜形成，进而影响其环境应激能力的机制，以期挖掘调控鼠伤寒沙门菌压力适应性的关键因子，为防控策略的制定提供理论依据。【方法】以λ-Red同源重组方法构建STM2503缺失株，并利用质粒PBAD表达STM2503来构建相应的基因回补株。然后通过检测不同STM2503表达水平菌株中信号分子c-di-GMP的含量揭示STM2503对菌株胞内c-di-GMP水平的影响。接下来，利用细菌运动性检测、结晶紫染色等试验检测了STM2503对菌株运动性和生物被膜形成能力的影响，并利用实时荧光定量PCR从基因层面揭示其对菌株运动性和生物被膜形成的调控机制。最后，通过抗生素处理、氧化应激、消毒剂应激等试验探究了STM2503对鼠伤寒沙门菌压力适应性的影响。【结果】与野生株（WT269）相比，STM2503的缺失使菌株胞内c-di-GMP含量升高了37.51%(P0.001)，且不影响菌株的正常生长。另外，STM2503的缺失提高了菌株各胞外基质合成基因的表达水平，使缺失株胞外多糖、胞外DNA和胞外蛋白质含量分别增加了10.30%(P0.01)、33.59%(P0.001)和27.60%(P0.01)，最终使菌株的生物被膜形成能力显著增强了1.63倍（P0.01）。并且，269ΔSTM2503通过降低鞭毛合成相关基因fliA与flhC的表达使其在6 h的运动直径较野生株相比下降了17.22%(P0.01)。这些变化最终导致269ΔSTM2503菌株对头孢噻肟、头孢吡肟、阿莫西林等β-内酰胺类抗生素的敏感性降低1—3倍，且在氧胁迫和SDS消毒剂胁迫下表现出了更强的适应能力。【结论】STM2503参与信号分子c-di-GMP的降解，并通过抑制胞外基质的合成降低鼠伤寒沙门菌的生物被膜形成能力，通过上调鞭毛合成基因的表达增强菌株的运动性，进而降低菌株的耐药性和环境压力适应能力，本研究为鼠伤寒沙门菌关键防控靶点的挖掘提供了理论基础。