鸭疫里默氏杆菌LuxS/AI-2型密度感应系统及其对细菌毒力和生物被膜形成的调控

鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer, RA)感染是当前危害我国养鸭业最为严重的传染病之一,其病原菌RA为革兰氏阴性，无芽胞，不运动的小杆菌。LuxS/AI-2型密度感应系统广泛存在于革兰氏阳性和阴性菌中，可产生用于细菌种间交流的通用信号分子AI-2，参与对细菌多种功能的调控。干扰或者阻断RA的LuxS/AI-2型密度感应系统,可以成为防控RA的新途径。本研究包括下述内容： .1）选择哈维氏弧菌BB170作为报告菌株，建立了信号分子AI-2的检测方法。对不同血清型33个RA菌株的检测结果表明，RA不产生信号分子AI-2。.2）信号分子AI-2是细菌间的通用信号分子，不具有种属特异性。细菌 AI-2的合成涉及Pfs和LuxS两个酶的催化作用。本研究利用禽致病性大肠杆菌（Avian Pathogenic Escherichia Coli, APEC）的LuxS和Pfs蛋白进行AI-2的体外合成。结果表明，两种重组蛋白共同作用可催化底物S-腺苷同型半胱氨酸（S-adenosylhomocysteine, SAH）合成AI-2，其浓度可达300 μmol。建立了标准曲线用于AI-2的定量检测。 .3）对AI-2进行体外合成并定量添加至RA培养液中检测RA对AI-2的内化情况。结果表明RA可以识别外源AI-2，并在对数生长末期内化AI-2。外源添加AI-2对RA的生长速率没有影响。.4）利用转座子随机突变技术构建了内含2，520突变株的RA突变株库。对生物被膜突变的筛选和鉴定获得了33个与RA生物被膜形成相关的基因。.5）AI-2作为细菌种间信息交流的通用信号分子，参与细菌众多生理功能的调控。本研究表明，37μM-278μM AI-2能抑制CH3菌株形成生物被膜，具有浓度依赖性。对AI-2调控基因mRNA表达的检测表明，18个基因中2个基因的转录水平上调，16个基因的转录水平下调；AI-2对粘附和入侵Vero细胞的研究表明，低浓度AI-2能抑制CH3的粘附性，添加 18.4μmol/L AI-2时，粘附率最低，约为60%。对CH3粘附Vero细胞的抑制性随着AI-2浓度的增加而逐渐降低；添加 184μmol/L AI-2时，CH3对Vero细胞的入侵率最高达190%，随着AI-2浓度的降低， CH3对Vero细胞的入侵率逐渐降低。