基于全基因组关联分析的单增李斯特菌克隆复合群87型菌株持留能力形成的分子机制研究
批准号:
32072326
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈谋通
依托单位:
学科分类:
食品安全与品质控制
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈谋通
中文摘要
单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)是重要的食源性致病菌之一,具有持留能力是某些亚型持久性污染食品生产过程的重要因素。申请人前期研究发现单增李斯特菌克隆复合群(clonal complex,CC)87型菌株是持续污染我国金针菇生产过程的持留菌,但其持留能力形成的分子机制尚未阐明。本项目拟基于分离自金针菇产业链的CC87型菌株,利用全基因组关联分析挖掘可能与CC87型菌株持留能力形成相关的遗传决定因子;以核心基因组多位点序列分型筛选CC87型优势株作为出发株,利用基因同源重组技术和基因功能验证研究,揭示遗传决定因子在持留能力形成中的功能;利用转录组学剖析遗传决定因子可能参与的代谢通路,阐明CC87型菌株在食品生产环境中形成持留能力的分子机制。项目预期研究结果将丰富持留菌持留能力形成的分子调控理论,为防控单增李斯特菌持续性污染食品生产过程提供重要的作用靶点和新策略。
英文摘要
Listeria monocytogenes, an intracellular Gram-positive pathogen, is considered as one of the important food-borne pathogens worldwide. The persistence of some subtype of L. monocytogenes strains is thought to be the leading cause for persist contamination in food production process. Our previous studies revealed that L. monocytogenes clonal complex (CC) 87 strains dominate and persist in Flammulina velutipes plants. However, little information is available about the molecular mechanism of the persistence of L. monocytogenes CC87 strains. In this project, we will collect CC87 isolates from Flammulina velutipes plants and construct a genome dataset of L. monocytogenes strains belonged to different CCs by whole genome sequencing, and then screen the potential determinants of persistence of L. monocytogenes CC87 strains via genome-wide association study. The dominant strain of CC87 is used as original strain screened by core genome multilocus sequence typing, the deletion mutants of determinant genes will be constructed by homologous recombination, and the function of these determinants were analyzed by determining the changes of phenotype characteristics associated with persistence in mutants, further the function of determinants associated with persistence will be also validated by gene complementation. Then we will analyze the differential expression genes regulated by these determinants by RNA-seq approach and explore the potential metabolic pathway associated with these determinants. The aim of this project is to elucidate the molecular mechanism of the persistence of L. monocytogenes CC87 strains. The results of this project will explore the novel knowledge for the molecular mechanism of persistence of L. monocytogenes, and also provide novel targets and strategies for control and precaution of L. monocytogenes contamination in food production process.
单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)是重要的食源性致病菌之一,基于前期研究发现单增李斯特菌克隆复合群(clonal complex,CC)87型菌株是持续污染我国金针菇生产过程的持留菌,本项目主要利用全基因组关联分析等技术揭示其持留能力形成的分子机制。主要内容如下:.1. 在真姬菇工厂中进行季节性(为期一年)定点采样,约27.0%(55/204)的样本检出单增李斯特菌,利用多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST)分型发现克隆复合群(clonal complex, CC)8(61.7%, 37/60)和CC87 (23.3%, 14/60)为优势型别。对金针菇A厂和金针菇B厂进行为期一年的季度性采样,单增李斯特菌检出率分别为43.9%(79/180)和27.0%(55/204),MLST分型发现A厂B厂中CC87型菌株持续污染生产过程,表明CC87型菌株是食用菌生产厂的持留型菌株。.2. 利用比较基因组学技术建立了鉴定CC87、CC88型菌株新型多重PCR方法。该多重PCR方法特异性好,对CC87和CC88菌株的检出限分别为7.06 fg和6.10 fg DNA;抗干扰能力强,在人工污染牛奶中,富集培养9 h后可成功检测出CC87和CC88型菌株数量级为104 cfu/mL;在48 h内能准确检测出食品样本中的CC87型菌株,结果与传统MSLT技术一致。.3. 基于241个核心基因构建发育树,筛选出CC87型优势株1031-1FLM,用于菌株持留能力决定因子功能研究。基于全基因组关联分析挖掘CC87型菌株特异性基因簇,利用同源重组技术构建1031-1FLM出发株的hth基因缺失株,结果表明hth基因敲除后细菌对苯扎溴铵耐受性增强,表明hth可能是调控1031-1FLM苯扎溴铵耐受的关键基因。RNA-seq分析结果显示hth基因可能参与调控单增李斯特菌核糖体、糖酵解/糖异生途径中的丙酮酸和丙酮酸脱氢酶、淀粉和蔗糖代谢途径中的bglX以及磷酸转移酶系统相关基因的表达水平,进而影响单增李斯特菌苯扎溴铵耐受能力。. 综上,项目利用全基因组关联分析和基因敲除技术揭示了CC87持留株特异性基因hth参与苯扎溴铵耐受能力的分子调控机制,为防控单增李斯特菌持续性污染食品生产过程提供重要的作用靶点和新策略。
基于群体生态学的单增李斯特菌持留能力形成的分子机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:100.0万元
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批准年份:2022
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负责人:陈谋通
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依托单位:
LadR蛋白在单增李斯特菌LuxS/AI-2群体感应系统调控生物膜形成中的功能研究
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批准号:31701718
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈谋通
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依托单位:
国内基金
海外基金