【摘 要】
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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一种常见的致病菌,分布广泛,当外界环境恶劣时,金黄色葡萄球菌为了抵抗外界压力,会选择进入活的不可培养(VBNC)状态。处于VBNC状态的金黄色葡萄球菌无法在常规培养基上生长,其形态结构、抗性、粘附能力、毒力基因表达和致病性等方面均发生了变化。当条件适宜时,VBNC状态的金黄色葡萄球菌可复苏,给食品安全和人类健康带来潜在威胁。细菌由信号分
【基金项目】
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国家自然科学基金(31801651);
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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一种常见的致病菌,分布广泛,当外界环境恶劣时,金黄色葡萄球菌为了抵抗外界压力,会选择进入活的不可培养(VBNC)状态。处于VBNC状态的金黄色葡萄球菌无法在常规培养基上生长,其形态结构、抗性、粘附能力、毒力基因表达和致病性等方面均发生了变化。当条件适宜时,VBNC状态的金黄色葡萄球菌可复苏,给食品安全和人类健康带来潜在威胁。细菌由信号分子介导的群体感应系统在调控细菌生长、生物被膜形成能力、菌体运动、毒力基因表达等方面发挥了重要作用。从信号分子角度研究金黄色葡萄球菌进入VBNC状态的机制可为靶向消除金黄色葡萄球菌提供参考。考虑到低温储藏对食品的重要性,以及信号分子在调控细菌生命活动中的重要地位,本课题研究了金黄色葡萄球菌分泌的四种多肽对其VBNC状态形成的影响及可能的作用机制。在4℃条件下,分别用纯柠檬酸、添加了多肽1、2、3和4的柠檬酸共五组诱导液诱导金黄色葡萄球菌,并每天测定可培养菌数。结果发现纯柠檬酸组、肽1组、肽2组、肽3组和肽4组分别在诱导29、53、59、31、28天后变得不可培养。随后采用Live/Dead Baclight试剂盒染色,激光共聚焦显微镜观察发现这五组不可培养状态的菌液中均有活菌存在,说明它们都完全进入了VBNC状态。采用胰蛋白胨大豆肉汤培养基(Tryptic soy broth,TSB)法进行复苏,对照组、肽1组、肽2组的VBNC状态细胞均成功复苏。采用透射电镜观察对数生长期、对照组VBNC、肽1组VBNC和肽2组VBNC细胞的胞内结构,发现进入VBNC状态后,细胞膜出现不同的皱缩;细胞壁和细胞膜不再紧密贴合。采用API ZYM试剂盒检测四组样品的胞内酶活,与对数生长期细胞相比,对照组VBNC细胞的胞内酶活降低,而肽1组和肽2组的胞内酶活却提高了,这可能是自分泌多肽延缓金黄色葡萄球菌形成VBNC状态的原因之一。用结晶紫染色法测定对照组、肽1组和肽2组金黄色葡萄球菌的粘附能力,发现肽1组与对照组之间没有显著性差异,而肽2组的粘附能力显著高于对照组和肽1组,这可能是由于自分泌多肽调控了细菌的粘附能力。用粒度仪测定了对照组、添加3种不同浓度肽1和肽2组的表面Zeta电位,发现添加肽1和肽2之后,金黄色葡萄球菌表面Zeta电位的绝对值降低,并且这种降低趋势呈浓度依赖性,说明肽1和肽2会增加菌体的粘附能力和聚集程度。采用激光共聚焦显微镜观察相同诱导时间下对照组、添加3种不同浓度肽1和肽2组金黄色葡萄球菌的细胞膜透性,结果显示肽1和肽2会增加细菌细胞膜的通透性。细胞膜通透性增大可能会使肽1和肽2进入胞内与DNA发生作用,因此采用凝胶阻滞、紫外光谱和荧光光谱分析多肽与DNA在体外的作用效果,结果显示肽1和肽2可以与DNA结合,这可能是两种多肽延缓VBNC状态形成的原因之一。肽1和肽2的添加延缓了金黄色葡萄球菌VBNC状态的形成,这为检测赢得了时间,从而降低由VBNC状态金黄色葡萄球菌引起的食品安全和人类健康风险,因此本研究从抑制VBNC状态形成的角度为食品安全的保障提出了新的策略。
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