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禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC),是典型的肠道外致病性大肠杆菌(extraintestinal pathogenic Escherichia coli,ExPEC),给畜禽养殖业造成了重大的经济损失。APEC能够引起鸡、鸭、鹅等禽类的局部或全身性感染,并伴有多个器官损伤的综合征,主要包括气囊炎、心包炎、腹膜炎、多发性浆膜炎、滑膜炎、骨髓炎、肝周炎和败血症等,从而导致禽类的高发病率和高死亡率;抗生素是传统的治疗方法,但由于抗生素的大量和不规范使用,已导致大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的耐药水平不断提高,耐药谱亦不断扩大,出现了 E.coli耐药及多重耐药现象。参与调控E.coli致病性和耐药性的调控网络,包括群体感应系统、双组份系统、第二信使c-di-GMP和转录因子蛋白家族等。目前针对APEC致病性和耐药性的分子调控机制的研究尚不深入,本研究探求了一些调控单元对APEC致病性和耐药性的调控机制。主要研究结果如下:1.群体感应信号分子AI-2通过下调叶酸合成酶基因folA和folC的转录增强APEC对复方新诺明的敏感性。该调控与AI-2的胞内受体LsrR没有直接关系,而是通过产物反馈抑制效应下调叶酸合成相关基因luxS、metE和metH的转录而降低叶酸的合成,进而增强了 APEC对复方新诺明的敏感性。2.转录因子蛋白McbR通过下调APEC生物被膜相关基因bcsA、fliC、fimA和wcaF的转录降低了 APEC生物被膜的形成;以及通过直接结合APEC菌株的操纵子yciGFE和压力蛋白编码基因yciF的启动子区域激活压力蛋白YciE和YciF的表达,进而增强了 APEC对过氧化氢和叔丁基过氧化氢的耐受。3.BasSR双组份系统通过上调APEC生物被膜相关基因bcsA、csgA、fliC、fimA、motA和wcaF的转录以及毒力相关基因ais、entC、opgC、fepA和gfcE的转录而增强了 APEC的耐药性和对宿主的致病性;该调控是BasSR通过直接结合生物被膜相关基因和毒力相关基因ais、opgC和fepA的启动子区域实现的。4.c-di-GMP磷酸二酯酶YfgF能够调控E.coli生物被膜形成和过氧化氢压力效应;LsrR和BasSR均是通过直接结合yfgF的启动子区域调控YfgF的表达,然后影响c-di-GMP的浓度,进而调控APEC生物被膜形成和过氧化氢压力效应。综上所述,本研究通过细菌存活率检测实验、体外生物被膜形成实验、结晶紫染色实验、动物模型实验等表型检测手段以及反转录实时荧光定量PCR、凝胶阻滞实验、转录组测序等分子检测手段详细阐述了 LsrR群体感应系统、BasSR双组份系统、第二信使c-di-GMP磷酸二酯酶YfgF和转录蛋白调节子McbR调控APEC致病性和耐药性的分子机制。因此,本研究或许为探寻辅助抗生素治疗APEC的感染提供了实验基础和科研依据。