书目详细信息
： 奶牛乳腺炎大肠杆菌LuxS/AI-2群体感应系统调控噬菌体侵染机制研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 奶牛乳腺炎大肠杆菌LuxS/AI-2群体感应系统调控噬菌体侵染机制研究/.王梦迪著/.李卫真，韩先干指导 |
| 出版发行项： | 2023.6.1 |
| 载体形态项： | 81页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 动物医学院, 学号2020210398 |
| 提要文摘： | 奶牛乳腺炎是奶牛养殖业最难防控的疫病之一，严重制约奶牛养殖业健康发展。引起奶牛乳腺炎的病原种类繁多，大肠杆菌是主要的病原，目前因主要采用抗生素进行治疗，易导致多重耐药菌株出现，亟需开展新型防控技术研究，作为抗生素替代品的噬菌体具有重要的研究价值。在长期自然发展进程中，细菌与噬菌体实现共同进化，噬菌体利用多种途径抵抗细菌的防御，细菌也进化出了多种抵抗噬菌体侵染的策略，作为种群信息交流机制的群体感应系统（QS）在噬菌体-细菌共同进化中发挥关键作用，研究噬菌体与细菌间的作用机制可为奶牛大肠杆菌乳腺炎防控提供重要参考。 本研究以奶牛乳腺炎大肠杆菌LuxS/AI-2群体感应系统为研究对象，探究噬菌体在侵染大肠杆菌过程中LuxS/AI-2群体感应发挥的调控作用，研究内容如下： （1）奶牛乳腺炎源大肠杆菌噬菌体的分离及基本生物学特性研究 本研究利用双层平板培养法，以90株奶牛乳腺炎大肠杆菌为宿主，分离出18株噬菌体。根据噬菌斑大小，选择P-JL63和P-A34两株噬菌体，并进一步检测其基本生物学特性。结果显示，用透射电镜观察到P-JL63和P-A34分别为短尾噬菌体和肌尾噬菌体；P-JL63和P-A34效价分别为6.0×1010 PFU/mL、6.9×108 PFU/mL；以61株不同血清型的大肠杆菌为宿主，P-JL63可裂解7株大肠杆菌，P-A34可裂解11株大肠杆菌，肌尾噬菌体P-A34宿主谱相较短尾噬菌体P-JL63更广泛；P-JL63和P-A34感染复数为10-6时，噬菌体的子代产出率最高；P-JL63和P-A34最适存活pH分别为6和9；P-JL63与P-A34在65℃时，存活率为0，在28 ℃时存活率最高。 （2）LuxS/AI-2群体感应相关基因缺失株的构建及其生物学特性研究 前期研究表明JL63菌株存在LuxS/AI-2群体感应系统， 包含AI-2信号分子合成luxS基因与转运有关的lsr操纵子（包含lsrK、lsrR、lsrA、lsrC、lsrD、lsrB、lsrF、lsrG）。利用Red同源重组法，构建大肠杆菌JL63的AI-2信号分子合成和内化相关基因缺失株（JL63ΔluxS、JL63ΔlsrK、JL63ΔlsrR、JL63ΔlsrB、JL63ΔlsrF、JL63ΔlsrG），并测定其生物学特性。结果显示，相比野生株，所有缺失株的生长趋势无明显差异（P>0.05）；JL63ΔlsrR、JL63ΔlsrG对壮观霉素的敏感性减弱，JL63ΔluxS对链霉素的敏感性减弱；JL63ΔlsrB菌株生物被膜形成能力显著增强（P＜0.05），JL63ΔluxS、JL63ΔlsrK、JL63ΔlsrR、JL63ΔlsrG菌株生物被膜形成能力都极显著增强（P＜0.01）；野生株的AI-2信号分子活性在OD600=2.0最强，JL63ΔluxS缺失株无AI-2信号分子活性。以上研究表明，奶牛乳腺炎大肠杆菌LuxS/AI-2群体感应系统对其生物学特性具有重要调控作用。 （3）LuxS/AI-2 群体感应系统调控噬菌体侵染敏感性变化的机制研究 通过检测LuxS/AI-2群体感应系统对P-JL63噬菌体侵染能力的变化。发现噬菌体对各缺失株的侵染敏感性明显下降，而本研究通过外源添加AI-2信号后，JL63ΔluxS对噬菌体的侵染敏感性明显增加（P<0.01），表明LuxS/AI-2群体感应系统调控噬菌体侵染敏感性。 通过对JL63和JL63ΔluxS的转录组测序结果显示，与野生株JL63相比，JL63ΔluxS有1119个基因的mRNA表达水平显著上调，403个基因的mRNA表达水平显著下调（P<0.05和Fold-change>2.0）。其中，吸附受体相关基因ompF的mRNA表达水平显著下调（P<0.01）。以上结果表明，LuxS/AI-2 QS系统可能通过促进噬菌体吸附受体的表达，使噬菌体的侵染能力增强。 为了研究细菌CRISPR-Cas系统和群体感应系统抵抗噬菌体入侵的作用，本研究以乳腺炎大肠杆菌A34株为研究对象（该菌株同时含有LuxS/AI-2群体感应系统和CRISPR-Cas免疫系统），构建了A34ΔluxS、A34Δcas(3-A-B-C-D-E-1-2)以及A34ΔluxSΔcas(3-A-B-C-D-E-1-2)缺失株，开展了CRISPR-Cas防御系统调控下噬菌体的敏感性变化的研究。研究发现，A34ΔluxS与野生株相比对噬菌体侵染敏感性降低（P<0.05），A34Δcas(3-A-B-C-D-E-1-2)对噬菌体侵染敏感性无显著变化，而双缺株A34ΔluxSΔcas(3-A-B-C-D-E-1-2)对噬菌体侵染敏感性增加（P＜0.05），表明LuxS/AI-2群体感应和CRISPR-Cas系统协同抵抗噬菌体的侵染，其机制仍有待进一步研究。 综上所述，本研究以奶牛乳腺炎大肠杆菌LuxS/AI-2群体感应系统为研究对象，探究噬菌体在侵染大肠杆菌过程中LuxS/AI-2群体感应系统发挥的调控作用，为后续深入研究LuxS/AI-2群体感应和CRISPR-Cas系统在噬菌体的侵染中调控作用提供参考。 |
| 并列题名： | Mechanism of Bacteriophage Infection Regulated by the LuxS/AI-2 Quorum Sensing System of Mastitis Associated Escherichia coli |
| 题名主题： | 奶牛乳腺炎 大肠杆菌 噬菌体 LuxS/AI-2群体感应系统 CRISPR-Cas免疫系统 学位论文 |
| 中图分类： | S852.2-533 |
| 个人名称等同： | 王梦迪 著 |
| 个人名称次要： | 李卫真 指导 |
| 个人名称次要： | 韩先干 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |