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沙门菌是一种重要的人兽共患病原菌,它可引起动物发病,也可通过污染动物产品如肉、蛋、奶等引起人发病。近年来随着畜牧业的快速发展,大量抗菌药物被用于预防和治疗沙门菌感染,但由于其在动物临床上的广泛及不合理使用,不仅使动物性食品中残留了大量的抗菌药物,而且也导致了沙门菌多重耐药株的出现,给人们的健康带来了严重威胁,因此深入了解沙门菌的多药耐药机制及保护动物性食品的安全已成为重中之重。有研究表明,双组分系统与外排泵在沙门菌耐药中发挥着重要作用。Bae SR双组分系统是一种可以控制细菌对环境变化适应性的被膜应激反应系统,对沙门菌耐药性起到重要的调控作用,但Acr B外排泵的存在会掩盖其他外排泵的作用,使Bae SR不能完全发挥作用。因此,本研究在Bae SR双组分系统和Acr B外排泵双缺失株(CR△bae SR△acr B)的基础上构建bae R过表达株(CRpbae R△bae SR△acr B)及bae R回补株(CRcbae R△bae SR△acr B),测定CR△bae SR△acr B、CRcbae R△bae SR△acr B及CRpbae R△bae SR△acr B的最小抑菌浓度(MIC),并对其生长特性、生物膜形成能力及运动性进行分析。采用转录组学技术筛选与耐药相关的差异表达基因,同时结合Lac Z报告基因融合实验及凝胶阻滞实验(EMSA)寻找Bae R的潜在靶基因,旨在阐明双组分系统Bae SR在鼠伤寒沙门菌中的耐药调控机制。主要研究内容与结果如下:1.双缺失株、过表达株及回补株的最小抑菌浓度及生物学功能研究。分别测定三株菌的MIC、生长特性、生物膜形成能力及运动性。结果表明,与双缺失株相比,过表达株对阿莫西林、氨苄西林、头孢他啶、头孢噻呋、氟苯尼考、乙酰甲喹、氧氟沙星、恩诺沙星的MIC分别升高256、256、16、16、4、4、2、2倍,对大观霉素、安普霉素的MIC下降了2倍,对其他药物的MIC均未发生变化;与双缺失株相比,回补株对头孢他啶、头孢噻呋、氟苯尼考、恩诺沙星的MIC分别升高了2倍,对其他药物的MIC均未发生变化;与双缺失株相比,过表达株和回补株的生长速率无明显变化,生物膜形成能力及运动能力极显著升高(P<0.01)。表明bae R基因过表达后可影响细菌生物膜形成能力和运动性。2.双缺失株、过表达株及回补株的转录组学分析。以|log2(Fold Change)|>1且padj<0.05为筛选条件,对三株菌进行了转录分析。CRpbae R△bae SR△acr B/CR△bae SR△acr B比较组共筛选到743个差异表达基因,其中上调724个,下调19个,差异表达基因主要富集在细菌分泌、β-内酰胺抗性、群体感应系统、双组分系统、TCA循环和脂多糖的生物合成等通路中;CRcbae R△bae SR△acr B/CR△bae SR△acr B比较组共筛选到3073个差异表达基因,其中上调1467个,下调1606个,差异表达基因主要富集在碳代谢、氨基酸的生物合成、抗生素的生物合成、ABC转运系统和次生代谢产物的生物合成等通路中。根据基因注释分类,共筛选出外排泵、鞭毛、生物膜、双组分系统及外膜蛋白等15个与耐药相关差异表达基因,随机筛选5个差异表达基因进行q RT-PCR验证,结果与转录组基本一致,证实了转录组学结果的可靠性。3.Lac Z报告基因融合实验探明Bae R对靶基因的调控关系。从转录组筛选到的15个耐药相关基因中,选取外膜蛋白相关基因omp W、tol C,生物膜相关基因sod B、spy,外排泵相关基因mdt D、mar R,作为Bae R的潜在靶基因,根据其启动子区域设计特异性引物,将各潜在靶基因的启动子与无启动子区的p ACYC184-lac Z质粒相连接构建重组质粒,后将重组质粒分别转入鼠伤寒沙门菌双缺失株和bae R过表达株中,通过测定β-半乳糖苷酶活性差异,探明Bae R对靶基因的调控情况。结果表明Bae R可以正向调控omp W、sod B、tol C、mdt D、mar R和spy的表达,从而调节沙门菌对抗菌药物的耐药性。4.凝胶阻滞实验探寻Bae R调控的靶基因。根据omp W、sod B、tol C、mdt D、mar R和spy启动子区合成含有生物素标记的探针,通过凝胶阻滞实验,判断Bae R调控蛋白对靶基因启动子区是否具有直接的相互作用。结果表明Bae R蛋白可以直接结合到mar R的启动子区,调控mar R基因的表达。本研究以双组分系统Bae SR和外排泵Acr B双缺失株为研究基础,构建了bae R过表达株及bae R回补株,通过药物敏感性、生物学功能、转录组学、Lac Z报告基因融合实验及凝胶阻滞实验等方面,探究bae R基因过表达后对菌株耐药性的影响,为深入研究双组分系统Bae SR对沙门菌的耐药调控机制及寻找新的药物靶点提供科学依据。