植物乳杆菌P-8适应氨苄西林环境分子机制的研究

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植物乳杆菌P-8(Lactobacillus plantarum P-8)是一株分离自内蒙古乌拉特中旗草原牧民自然发酵酸牛乳中的益生乳酸菌。氨苄西林作为一种广谱类抗生素,在治疗多种细菌性感染疾病中有显著效果。对于益生菌来说,抗生素的乱用滥用已经成为了一种新的环境胁迫。为了探究益生菌在抗生素环境中的适应性进化机制,本研究以前期L.plantarum P-8在氨苄西林环境适应性进化实验为基础,选取在氨苄西林环境下连续传代1600代的进化菌株L.plantarum P-8-A-1600为研究对象,首先以亲本菌株L.plantarum P-8为对照,对进化菌株L.plantarum P-8-A-1600的生长特性进行分析;其次,基于蛋白质组学利用TMT技术构建进化菌株与亲本菌株的差异蛋白表达谱;最后,利用Cre-lox P基因敲除技术对选取的关键蛋白进行生物学功能的验证。主要研究结果如下:(1)生长特性结果表明:进化菌株L.plantarum P-8-A-1600的生长速率与亲本菌株L.plantarum P-8相比有所减缓,但是其氨苄西林环境适应性增强,具有明显的生长优势。(2)蛋白质组学结果表明:与亲本菌株L.plantarum P-8相比,进化菌株L.plantarum P-8-A-1600共鉴定到42个显著差异蛋白,其中显著上调控的差异蛋白22个,显著下调控的差异蛋白20个(P<0.05)。通过KEGG数据库比对和COG功能注释得出,差异蛋白主要为应激蛋白、参与碳水化合物转运和代谢的相关蛋白、参与氨基酸转运和代谢的相关蛋白以及参与核苷酸转运和代谢的相关蛋白。(3)基因敲除结果表明:突变菌株L.plantarum P-8-A-1600-0720和L.plantarum P-8-A-1600-0721在生长特性上与进化菌株L.plantarum P-8-A-1600存在差异,但是最小抑制浓度仅L.plantarum P-8-A-1600-0720发生变化,说明这两个基因可能对于L.plantarum P-8适应氨苄西林环境发挥一定的作用并且可能存在多基因协同调控的现象。
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