<i>STM2503</i>在鼠伤寒沙门氏菌压力适应性中的作用

STM2503调控鼠伤寒沙门菌的生物被膜形成和压力适应性

王南威, 李莉莉, 陈凯风, 周洲平, 潘鹏, 关晋, 徐成刚, 廖明, 张建民

中国农业科学 2024, 57 (16): 3294-3304. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.16.015

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【目的】通过揭示c-di-GMP通路基因STM2503调控鼠伤寒沙门菌生物被膜形成，进而影响其环境应激能力的机制，以期挖掘调控鼠伤寒沙门菌压力适应性的关键因子，为防控策略的制定提供理论依据。【方法】以λ-Red同源重组方法构建STM2503缺失株，并利用质粒PBAD表达STM2503来构建相应的基因回补株。然后通过检测不同STM2503表达水平菌株中信号分子c-di-GMP的含量揭示STM2503对菌株胞内c-di-GMP水平的影响。接下来，利用细菌运动性检测、结晶紫染色等试验检测了STM2503对菌株运动性和生物被膜形成能力的影响，并利用实时荧光定量PCR从基因层面揭示其对菌株运动性和生物被膜形成的调控机制。最后，通过抗生素处理、氧化应激、消毒剂应激等试验探究了STM2503对鼠伤寒沙门菌压力适应性的影响。【结果】与野生株（WT269）相比，STM2503的缺失使菌株胞内c-di-GMP含量升高了37.51%（P<0.001），且不影响菌株的正常生长。另外，STM2503的缺失提高了菌株各胞外基质合成基因的表达水平，使缺失株胞外多糖、胞外DNA和胞外蛋白质含量分别增加了10.30%（P<0.01）、33.59%（P<0.001）和27.60%（P<0.01），最终使菌株的生物被膜形成能力显著增强了1.63倍（P<0.01）。并且，269ΔSTM2503通过降低鞭毛合成相关基因fliA与flhC的表达使其在6 h的运动直径较野生株相比下降了17.22%（P<0.01）。这些变化最终导致269ΔSTM2503菌株对头孢噻肟、头孢吡肟、阿莫西林等β-内酰胺类抗生素的敏感性降低1—3倍，且在氧胁迫和SDS消毒剂胁迫下表现出了更强的适应能力。【结论】STM2503参与信号分子c-di-GMP的降解，并通过抑制胞外基质的合成降低鼠伤寒沙门菌的生物被膜形成能力，通过上调鞭毛合成基因的表达增强菌株的运动性，进而降低菌株的耐药性和环境压力适应能力，本研究为鼠伤寒沙门菌关键防控靶点的挖掘提供了理论基础。