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群体感应(QS)系统,是细菌间进行信号传递并以此作为交流介质的一种机制,以自身分泌的自身诱导素为交流介质,可以调控细菌诸如生物发光、毒性因子释放和生物膜形成等行为过程。而在自然环境中,细菌并不是以单菌落或单一菌种的生物被膜存在,而是以混合种生物被膜的形式生存,那么,在混合生物被膜中必定进行着细菌间的多维交流。嗜水气单胞菌是一种典型的人畜鱼共患病原体,广泛分布在淡水、污水、淤泥、土壤和人类粪便中,可引起水产动物病害,引发败血症。群体感应信号分子AI-2能被嗜水气单胞菌识别,对其致病性和生物被膜的形成过程中起着重要的作用。本实验以嗜水气单胞菌为研究对象,研究外源信号分子对生物被膜形成的影响,包括生物被膜的粘附能力,对氨苄青霉素、头孢霉素、硫酸链霉素的最低抑制浓度(MIC),生物被膜表面形态的观察。 方法: 嗜水气单胞菌分离株由筛选培养基挑取,经16SrDNA序列测序分析鉴定。使用PCR扩增检测嗜水气单胞菌luxS基因片段;利用AI-2指示菌哈氏弧菌BB170检测培养上清AI-2的存在及其发光强度。采用微孔板结晶紫染色法检测嗜水气单胞菌在外源培养上清的加入时生物被膜的形成能力;采用微量肉汤稀释法检测嗜水气单胞菌对氨苄青霉素、头孢霉素、硫酸链霉素的最低抑制浓度;扫描电镜观察外源培养上清对嗜水气单胞菌生物被膜表面形态的变化。 结果: 经筛选培养基筛选并16S rDNA序列测序分析鉴定出嗜水气单胞菌。利用primer5.0设计luxS及其上下游基因序列引物,以实验室分离的嗜水气单胞菌基因组为模板,PCR扩增获得luxS基因片段,和luxS基因上下游片段。AI-2活性检测表明嗜水气单胞菌培养上清能够增强BB170发光强度。可见该分离株含有luxS基因,可合成群体感应信号分子AI-2。生物荧光发光检测结果发现,外源培养上清可诱导BB170发光,其中沙门氏菌上清的发光强度最大,无色杆菌上清相对活性最低,只有60%左右。药敏实验结果显示,沙门氏菌上清提高嗜水气单胞菌对氨苄青霉素和硫酸链霉素的MIC值,分别是对照组的8倍和4倍,而降低对头孢霉素MIC值,低于0.13μg/ml;而当加入无色杆菌上清时,对头孢霉素和硫酸链霉素的MIC值与对照组一样,对氨苄青霉素的MIC值则是对照组的4倍。扫描电镜观察显示,添加不同外源培养上清对嗜水气单胞菌生物膜形成有所差别。沙门氏菌上清能促使嗜水气单胞菌菌体聚集,并堆积形成菌落,且菌落周围的菌体有向菌落靠拢的趋势。相反,加入无色杆菌上清时的扫描电镜显示,嗜水气单胞菌生物被膜菌体分散平整,没有发现有菌落形成。但是,在生物膜形成的过程中始终存在丝状的物质连接菌体,可能是嗜水气单胞菌形成生物被膜的特有方式。 结论: 外源信号分子对细菌生物被膜的形成起着重要的作用。培养上清AI-2相对活性高的更能促进细菌聚集形成菌落,增强生物被膜的形成,同时提高对抗生素的抵抗能力,增加细菌的耐药性,但是耐药能力的大小与抗生素的种类相关。