Ⅵ型分泌系统在副溶血性弧菌种内竞争中的作用初探

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lovezx1990
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副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,Vp)是一种在水产品中常见的机会性致病菌,主要分布在海洋、海口和河口沉积物中,能够黏附在鱼、虾、贝类等水产品的体表,导致水产品弧菌病,危害水产品养殖业。人类误食被副溶血性弧菌污染的水产品后可以引发食物中毒,由该菌引起的食物中毒事件在全世界范围内频繁发生,该菌已经被认为是微生物性食物中毒的主要病原菌之一。副溶血性弧菌具有众多的致病因子,溶血素、脲酶、黏附因子、分泌系统等都在其致病性中发挥着不同的作用。目前对于副溶血性弧菌分泌系统的研究还不成熟,对于副溶血性弧菌的全基因组测序可知副溶血性弧菌存在两套T3SS和两套T6SS。对于其在临床和环境分离株中的分布研究大多仅限于结构基因,而分泌系统主要发挥作用的是其效应蛋白,而对于效应蛋白基因在其中的分布情况还知之甚少。而T6SS被认为是介导细菌种内竞争的因素,在副溶血性弧菌中种内竞争是否普遍存在,以及T6SS在副溶血性弧菌种内竞争中的作用研究还不明确。本文进行了如下的研究工作:(1)探究食品与临床分离的副溶血性弧菌分泌系统相关基因携带情况;(2)探究携带不同分泌系统的菌株在混合培养下的生长差异;(3)探究温度、培养时间及接种量对混合培养条件下副溶血性弧菌种内竞争的影响;(4)探究混合培养对于T6SS相关基因表达量的影响。本研究的主要内容和研究结果如下:1.副溶血性弧菌T6SS和T3SS相关基因在副溶血性弧菌中的分布运用PCR技术对85株不同来源的副溶血性弧菌(44株临床分离株、41株环境分离株)的T6SS相关基因以及T3SS相关基因进行检测,分析其致病基因的携带情况。结果显示,所有菌株均携带T3SS1结构基因和T6SS2结构基因。在所测85株菌中34株含有全部所测T6SS基因,其中32株为tdh+菌株(包含tdh+/trh+和tdh+/trh-基因型),2株tdh-菌株(tdh-/trh+和tdh-/trh-),T6SS1基因簇在不同菌株中具有多样性。tdh+菌株携带T3SS2的占80%,而tdh-菌株中并不含有T3SS2基因。临床分离株中大多为同时携带T3SS2和T6SS1结构基因的菌株,而环境株中多为同时不携带两种基因的菌株。并且,携带T3SS2与T6SS1结构基因的菌株基本都携带tdh基因,tdh+菌株与tdh-菌株在T3SS2与T6SS1基因携带情况存在显著性差异,显示出一定的相关性。vop Q和vop A/P基因在T3SS1阳性和T3SS2阳性菌株中分别表现出了不同程度的缺失。效应蛋白具有不同程度的缺失,部分提示了不同菌株在毒力上的差异。2.不同副溶血性弧菌混合培养下的数量变化利用荧光定量PCR技术,以tdh和trh为靶基因建立标准曲线,确定菌落数与CT值之间的关系,以是否携带T6SS1基因为分类,测定不同副溶血性弧菌在混合培养后的数量变化,结果显示,在副溶血性弧菌中存在两种生存模式:(1)一株菌抑制另一株菌的生长,其中具有数量优势的菌株数量范围在9.31-9.58 log10 CFU/mL,劣势菌只有3.27-3.98 log10 CFU/mL,并且优势菌株均为T6SS1+基因型菌株;(2)两株菌兼容共生,两株菌的数量范围在8.12-9.14 log10 CFU/mL之间。在混合培养条件下,部分T6SS1+的副溶血性弧菌菌株存在明显的种内竞争优势,能够抑制其他菌株的生长。3.探究温度、培养时间、接种量对种内竞争的影响将混合后的副溶血性弧菌分别在30℃与37℃下进行培养,探究温度对种内竞争的影响,结果表明30℃时更有利于种内竞争作用。对混合培养4 h、8 h、12 h和24 h后的副溶血性弧菌进行数量检测,发现基本在培养8 h后,优势菌株与劣势菌的数量差异更大。并且比较了1:1和1:4接种量条件下混合培养后菌株的数量变化,结果发现在出现种内竞争的组别中,增加了劣势菌比例,混合培养后的菌株数量差异更大,这更加证实了造成混合培养下,数量差异的原因是由于细菌之间的相互作用而不是细菌的生长特性。实验结果表明,在相较于37℃的人体温度,温暖的海洋环境更利于种内竞争的发生,并且在对数生长后期种内竞争作用更明显,这表明种内竞争作用可能与环境适应性相关。4.混合培养前后对T6SS相关基因的表达有研究表明在许多革兰氏阴性菌中T6SS都是介导种内竞争的主要原因,而前文也证实了在副溶血性弧菌中确实存在种内竞争现象,我们通过RT-qPCR方法对混合培养前后T6SS相关基因表达量的分析对出现这种现象的原因进行初步的探索,基因表达分析结果显示,较单一培养的菌株,混合培养中副溶血性弧菌T6SS1和T6SS2相关基因的表达量均有明显的上调。导致这一现象的原因可能是,在混合培养的条件下,副溶血性弧菌可通过增强自身T6SS1和T6SS2相关基因的表达,以提升其在种内的竞争力,这为研究T6SS在副溶血性弧菌介导种内竞争的作用提供线索。
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