弧菌科細菌及鯰魚愛德華氏菌密度感應系統(tǒng)的研究.pdf

1、密度感應(quorum sensing,QS)是指細菌用于細胞間交流的一種通訊機制,細菌通過分泌一些可在細胞間自由擴散的低分子量信號分子來協(xié)調(diào)菌群的行為。信號分子的濃度隨著菌群數(shù)量的增加而增加,當信號分子的濃度達到一定閾值時,受密度感應調(diào)控的基因被激活,菌群中的細菌個體將共同調(diào)控某一種或一系列特定功能基因的表達,從而使菌群表現(xiàn)出某種群體性的行為,如產(chǎn)生熒光、分泌毒素等,因此密度感應又稱群體感應。
　　 盡管最早的密度感應信號分子

2、——?；呓z氨酸內(nèi)酯類分子是在費氏弧菌中(Vibrio fischeri)發(fā)現(xiàn)的,但至今對多數(shù)弧菌科細菌的密度感應系統(tǒng)還所知甚少?；【呛Ｑ蟓h(huán)境中最常見的細菌類群之一,廣泛分布于近岸及河口海水、海洋生物的體表和腸道中；有些種類的海洋弧菌是海水養(yǎng)殖業(yè)的重要致病菌,其毒力基因的表達往往通過密度感應系統(tǒng)控制。本研究中,我們主要檢測了三種密度感應信號分子,即?；呓z氨酸內(nèi)酯類自誘導分子(acyl-homoserine lactone,AHLs)

3、、AI-2類自誘導分子(autoinducer-2,AI-2)和霍亂弧菌Ⅰ類自誘導分子(cholerae autoinducer-1,CAI-1)在25株弧菌科細菌中的分布和多樣性,并優(yōu)化了檢測CAI-1類信號分子的實驗方法。實驗結果顯示,密度感應信號分子在弧菌科細菌中分布十分廣泛,尤其是AHL和AI-2兩類分子。除了肋生鹽弧菌VIB288和需鈉弧菌VIB299外,其它23株弧菌科細菌均能產(chǎn)生一種或多種信號分子。經(jīng)兩株報告菌株哈維氏弧菌

4、JMH612和根癌農(nóng)桿菌KYC55(pJZ372)(pJZ384)(pJZ410)檢測,21株弧菌均能產(chǎn)生AHL信號分子。利用薄層層析法檢測到其中8株菌的信號分子類型,其中地中?；【鶹IB296和火神別弧菌VIB414均能產(chǎn)生至少4種AHL信號分子。此外,20株弧菌科細菌具有AI-2類信號分子活性,本文通過PCR擴增得到18株細菌的luxS基因,測序后通過序列比對發(fā)現(xiàn)它們均含有兩個保守基序,即His-Thr-Leu-Glu-His和[G

5、ln／Lys]-Ile-Pro-[Glu／Asp]-Leu-Asn-Glu-Tyr序列,分別與LuxS保守基序的公式His-Xaa-Xaa-Glu-His和[Lys／Arg]-Xaa2-3-[Asp／Glu]-Xaa2-3-Tyr吻合,并且這些序列之間具有很高的相似性。本研究發(fā)現(xiàn)六株弧菌能產(chǎn)生CAI-Ⅰ類信號分子。值得一提的是,火神別弧菌VIB414,坎貝氏弧菌VIB285,弗尼斯氏弧菌VIB293,伯麥羅氏弧菌LMG20537和兩株哈

6、維氏弧菌VIB571及VIB645均能產(chǎn)生三種類型的密度感應信號分子。
　　 鯰魚愛德華氏菌(Edwardsiella ictaluri)屬于腸桿菌科,是一種能夠引發(fā)鯰魚腸敗血癥(ESC)的革蘭氏陰性菌。從越南罹患鯰魚腸敗血癥的斑紋鯰魚中分離到一株病原菌,經(jīng)16S rDNA測序及表型鑒定確定為一株鯰魚愛德華氏菌。雖然與其同屬的另一種病原菌——遲緩愛德華氏菌已被報道具有兩類信號分子活性(AHL及AI-2),但目前為止還沒有關于鯰魚

7、愛德華氏菌密度感應系統(tǒng)的報道。本文利用不同的報告菌株檢測了鯰魚愛德華氏菌Ei-151的密度感應信號分子,結果表明,此菌至少能夠產(chǎn)生三種AHL信號分子,且其AHL分子圖譜與遲緩愛德華氏菌LTB-4的非常相似?；虮尘暗难芯窟M一步支持上述實驗結果,鯰魚愛德華氏菌中假定AHL合成酶的基因序列[Genbank:YP_002934276]及AHL識別蛋白的基因序列[Genbank:YP_002934275]與遲緩愛德華氏菌中相應基因序列的相似性分

8、別為93％和96％。Ei-151菌株在其整個生長周期均能夠產(chǎn)生AHL信號分子及AI-2類信號分子,且兩種信號分子的濃度均隨著菌群密度的增加而增加,并在對數(shù)生長期時(OD600約為1.8)達到較高水平,然后呈現(xiàn)顯著的降低,表明這兩種信號分子介導的密度感應系統(tǒng)可能在該菌的基因調(diào)控方面同時發(fā)揮作用。此外,同遲緩愛德華氏菌一樣,鯰魚愛德華氏菌Ei-151及其標準菌株LMG7860T均未檢測到CAI-Ⅰ類信號分子活性。
　　 弧菌科細菌及