细菌的蛋白分泌系统参与细菌多种重要的生理功能,而且与病原菌致病性息息相关。双精氨酸蛋白转运（Twin-arginine translocation,Tat）系统是一种存在于细菌中的特殊蛋白转运分泌系统,能够将完全折叠的蛋白质插入细胞膜或转运至周质中。Tat系统对细菌的能量代谢、细胞分裂以及致病性至关重要,被认为是一种潜在的新型抗生素药物靶标。猪源肠外致病性大肠杆菌（ExPEC）是近年来在猪群中出现的一种导致猪脑膜炎、肺炎等全身性感染的病原细菌,对养猪业造成重大经济损失,也是一种重要人兽共患病原菌,对公共卫生安全造成威胁,因此研究ExPEC的病原学及致病机制将对该病的防控具有重要意义。实验室的前期研究发现Tat系统缺失导致ExPEC强毒株PCN033的致病性显著下降。另外,我们发现Tat系统缺失显著影响了ExPEC的运动性,而运动性是病原菌重要的毒力相关因子之一。为了揭示Tat系统调控ExPEC运动性的机制,本研究首先利用m RNA-seq分析了Tat系统缺失引起的ExPEC差异表达基因,然后进一步鉴定了与运动性相关的Tat系统底物蛋白,最后通过基因缺失以及表型实验鉴定了调控运动性的信号通路。本研究取得的主要研究结果如下:1.运动性表型实验结果表明,Tat系统缺失导致ExPEC PCN033菌株的运动性丧失。通过比较野生型菌株与Δtat缺失株的m RNA表达谱,我们发现在缺失Tat系统后,566个基因显著上调表达,218个基因显著下调表达（表达差异倍数fold change>2,p<0.05,）。通过差异基因的聚类分析发现,大量细菌趋化性和鞭毛组装相关基因存在差异表达,其中鞭毛结构基因fli C和fli D在Δtat缺失株分别下调5.3倍和4.5倍。以上结果表明,Tat系统缺失引起ExPEC大量基因的差异表达,其中通过影响了鞭毛合成相关的基因表达从而导致运动性丧失。2.对前期构建的20个Tat底物蛋白基因缺失菌株进行运动性检测,发现底物蛋白Mdo D缺失以及Ami A、Ami C双缺失导致ExPEC PCN033运动性显著下降。并发现Mdo D蛋白缺失后,鞭毛结构基因fli C和fli D基因的表达也显著下调。3.进一步在Δtat和Δmdo D菌株的基础上缺失Rcs信号转导系统,通过运动性试验发现,双缺菌株PCN033Δmdo DΔRcs以及PCN033ΔtatΔRcs菌株的运动性表型回复至与野生型菌株相当水平。通过分别回补Rcs系统以及回补无法磷酸化的点突变Rcs（H-G）,我们发现回补Rcs系统后,细菌无运动性,而回补Rcs（H-G）后细菌仍具有运动性。以上结果表明,Tat系统缺失以及Tat底物蛋白mdo D缺失导致ExPEC运动性丧失可能是由于激活了Rcs信号转导系统而抑制了鞭毛基因fli C和fli D的表达。本研究发现了Tat系统是通过影响鞭毛基因的转录而影响ExPEC的运动性,并鉴定了与运动性相关的Tat底物蛋白Mdo D以及Ami A、Ami C。并通过表型实验发现,进一步缺失Rcs信号转导系统后ExPEC Tat系统缺失株的运动性回补。因此,我们认为Tat系统缺失后导致其Mdo D、Ami A、Ami C底物无法转运,引起包膜应激Rcs被激活,从而抑制了鞭毛相关基因的表达从而影响了运动性。本研究首次揭示了Tat系统与细菌运动性之间潜在的关联,初步阐明了Tat系统调控ExPEC运动性的信号通路,为深入了解Tat系统的功能以及研究ExPEC的致病机制奠定了基础。