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粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)是一类具有广泛宿主的机会性病原菌,感染后会引发败血症、尿路感染、伤口感染等疾病。在蚕桑养殖产业中,粘质沙雷氏菌株入侵感染家蚕后会导致其患灵菌败血症并迅速死亡,给生产和经济带来极大的损失。slyA转录调节因子是Mar R家族中的一员,研究表明slyA参与了多种细菌毒力相关基因的调控,但该基因与粘质沙雷氏菌致病性的关系却鲜有报道。本文以粘质沙雷氏菌株SCQ1中slyA基因为试验对象,通过基因同源重组技术构建了该基因的缺失菌株和回补菌株,并对其生物学性状及对家蚕的毒力进行了研究和检测,揭示了slyA基因对粘质沙雷氏菌的致病性以及其他生物学功能的影响,并进一步探索了slyA基因调控粘质沙雷氏菌致病性变化的分子基础。主要研究结果如下:1、以粘质沙雷氏菌SCQ1的基因组为模板,克隆slyA基因获得该基因的序列。根据基因的序列进行生物信息学分析,结果显示:slyA全长354 bp,编码117个氨基酸,其蛋白质为水溶性蛋白、无跨膜结构、不含信号肽、不会被糖基化。预测该蛋白的三级结构为含有一个Mar R型HTH结构域。2、通过同源重组的方式成功构建了粘质沙雷氏菌SCQ1中的slyA的缺失菌株ΔslyA和回补菌株CΔslyA。3、对ΔslyA和CΔslyA的生物学性状进行检测并与野生株进行比较分析。与野生株相比,ΔslyA的产蛋白酶能力、抗生素敏感性无明显差异,而在菌落形态、生长速率、产卵磷脂酶能力、运动能力、生物被膜形成能力、溶血活性和H2O2应激耐受上具有明显差异。从菌落形态上看,ΔslyA的产灵菌红素的能力明显弱于野生株,菌体呈白色偏粉,CΔslyA呈橘红色。生长曲线检测发现,对数生长期间(4-22h),ΔslyA的生长速率显著低于野生株,而在稳定期间(34 h-96 h)其生长速率超过野生株,并于58 h时OD600达到最高值1.097±0.021,但其最终的细胞密度与野生株一致。ΔslyA和CΔslyA产卵磷脂酶的能力强于野生株,其水解圈是野生株的1.5倍和1.25倍。运动性检测结果显示,ΔslyA基本丧失运动能力,野生株的泳动面积分别是ΔslyA和CΔslyA的4.1倍和3.9倍,群集运动的面积分别是ΔslyA和CΔslyA的4.5倍和3.7倍。与野生株相比,ΔslyA的生物被膜形成能力明显减弱。对溶血活性检测发现,ΔslyA没有形成溶血圈,野生株和CΔslyA的溶血圈面积为0.37±0.07和0.1227±0.0697。在应激耐受实验中,模拟Na Cl、p H和SDS胁迫的条件下,ΔslyA和CΔslyA的耐受能力和野生株没有明显差异,而在H2O2胁迫下,ΔslyA的耐受能力明显强于野生株。4、将ΔslyA、CΔslyA与野生株通过注射的方式感染健康的五龄家蚕。毒力实验结果显示,野生株、ΔslyA和CΔslyA均能使家蚕死亡,被野生株感染致死的蚕体呈红色,而被ΔslyA感染致死的蚕体呈灰色,被CΔslyA感染致死的蚕体呈棕色。与野生株相比,ΔslyA和CΔslyA的LD50分别降低了4.05倍和1.32倍。注射剂量为50 cfu/头和100 cfu/头时,ΔslyA和野生株的LT50分别为33.66±0.36,69.33±14.147和30.68±0.058,36.34±0.622。感染ΔslyA的家蚕存活率明显低于感染野生株的家蚕的存活率,注射剂量为100 cfu/头时,感染野生株和ΔslyA的家蚕的存活率为20%和3.33%。检测刚死亡家蚕血淋巴菌体数发现,感染野生株的家蚕致死需要的菌体浓度是ΔslyA的2倍。综上所述,本实验结果表明ΔslyA的致病性强于野生株。选取多个毒力相关基因进行实时荧光定量PCR。结果显示,与野生菌株相比较,ΔslyA中卵磷脂酶A基因plh A、卵磷脂酶A1基因plh A1和卵磷脂酶C基因plh C显著上调表达,分泌溶血素相关基因shl A、主要菌毛蛋白基因fim A、鞭毛相关基因flh C和flh D及生物膜成熟相关基因bsm B均显著下调表达,然而主要菌毛蛋白基因fim C下调表达但不显著。该结果初步表明,粘质沙雷氏菌敲除菌株ΔslyA对家蚕的毒力增强与卵磷脂酶的高表达有关,但slyA是怎样调控卵磷脂酶毒力因子表达变化的需要进一步的研究。结合以上研究结果分析表明:slyA参与调节粘质沙雷氏菌SCQ1的生长、运动性、生物被膜形成、H2O2应激耐受、产灵菌红素、溶血活性、产卵磷脂酶。同时实验结果显示,ΔslyA对家蚕的致病性强于野生株,毒力变化的主要原因是产卵磷脂酶的能力显著增强。因此,我们推测slyA不仅调控灵菌红素色素的合成,在粘质沙雷氏菌SCQ1中可能还扮演了一个调控毒力的重要角色,其调控机制有待于进一步研究。