群体感应抑制剂对发酵乳杆菌生物膜形成的影响

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:savages8850
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乳酸菌作为人体肠道内的有益微生物,通常以生物膜形态来提高其对外界不良环境的抵抗性。现有研究表明,群体感应可以调控乳酸菌生物膜的形成,但AI-2作为群体感应的信号分子是否参与乳酸菌生物膜形成的过程还有待研究。本试验以课题组前期筛选出的高产信号分子AI-2的Lactobacillus fermentum 2-1为研究对象,探究了3种群体感应抑制剂(Quorum Sensing Inhibitors,QSIs)对菌株信号分子AI-2活性、生物膜形成量、菌体形态以及lux S基因表达量的影响;同时,研究酸和胆盐胁迫对菌株生长量、信号分子和生物膜的影响,在生物膜形成量最多的胁迫条件下,探究QSIs对菌株信号分子与生物膜的作用;最后,对L.fermentium 2-1进行全基因组测序,定位菌株生物膜形成潜在相关基因并测定QSIs对其相对表达量的影响,主要结果如下:(1)选择D-半乳糖、D-核糖和呋喃酮作为QSIs,3种QSIs在一定浓度范围内都可以抑制L.fermentium 2-1信号分子AI-2活性和生物膜的形成量,对菌株生长量的影响并不显著,确定了抑制剂最适终浓度为D-半乳糖100μmol/L、D-核糖200μmol/L、呋喃酮200μmol/L;扫描电镜和荧光显微镜结果显示每一种QSIs在最适抑制终浓度时对菌株浮游态和被膜态下的菌体形态无明显影响,但会降低菌株的粘附性,下调群体感应关键基因lux S的表达量且推后基因表达峰值的时间。(2)不同p H值和不同浓度胆盐培养条件下,菌株的生长量、信号分子活性以及生物膜形成量均会受到影响,其中p H值为2.5和胆盐浓度为0.1%时菌株不再生长,p H值为3.5和胆盐浓度为0.03%时,菌株有最大生物膜形成量,同时菌株的信号分子AI-2活性受p H值和胆盐浓度影响较大,活性降低且峰值延后;在生物膜形成量最大的胁迫条件即p H值为3.5和胆盐浓度为0.03%时,添加3种QSIs同样对菌株的生长量无显著影响,但可抑制菌株生物膜形成能力及信号分子AI-2活性。(3)L.fermentium 2-1基因组经测序和组装后序列总长度为2101587bp,平均GC含量为51.75%,获得编码基因2095个,共预测到58个t RNA,5套16s-23s-5s核糖体RNA操纵子,定位至生物膜形成潜在相关基因gap A、pgm B、tuf、rib BA、rib F、rpo C、rpo D、rpo E,各个基因在菌株生长对数期时表达量较高,后随培养时间下降,添加QSIs后会在菌株生长对数期及稳定期初期下调各个基因的表达。
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