质粒介导的李斯特菌噬菌体感染识别及DNA复制的分子机制研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31101291
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
25.0万
负责人：
张辉
依托单位：
江苏省农业科学院
学科分类：
C2008.食品质量与安全检测
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
唐应华；王冉；魏瑞成；包红朵；韩晗；张弓；
关键词：
李斯特菌噬菌体质粒单核细胞增生性李斯特菌

项目摘要

单核细胞增生性李斯特菌（Lm）是一种重要的食源性人兽共患病原菌，误食Lm污染的食品能够引起脑膜脑炎及流产等，死亡率高达30%。由于消毒剂抵制株及化学残留等问题的频频出现，使Lm噬菌体成为新型生物杀菌剂的候选，目前FDA已批准用于控制食品中Lm的污染。研究显示，Lm质粒能够介导Lm噬菌体与宿主间的作用机制，但其作用机制尚不清楚，明确质粒基因介导的噬菌体作用机制有利于噬菌体制剂的研制及应用，亦为Lm毒力株中质粒转移引起的致病及抵制等现象提供科学依据。本研究以Lm噬菌体为研究对象，首先诱导Lm制备质粒消除株Lm16Z，其次将质粒基因叠加组合后插入穿梭载体并导入Lm16Z，构建Lm16Z重组株并鉴定影响Lm噬菌体反应性的关键基因或基因簇，分析质粒基因在噬菌体感染识别、DNA复制及蛋白合成中的作用机制，揭示质粒基因介导的噬菌体识别、DNA复制及蛋白合成的分子机制，为其在生物防控中的应用提供科学依据。

结项摘要

单核细胞增生性李斯特菌（Listeria monocytogenes, Lm）是一种重要的食源性人兽共患病原菌，误食Lm污染的食品能够引起脑膜脑炎及流产等，死亡率高达30%。本研究以Lm为研究对象，首先对食源性Lm分离株进行了ERIC-PCR分子分型，耐药性分析，重金属敏感性检测，不同型别分离菌单糖阻断鉴定其与Lm噬菌体反应活性；检测细菌携带质粒及质粒类型，检测质粒中耐镉基因携带率及序列同源性，通过同源重组对耐镉基因进行序列突变，对突变株进行重金属敏感性分析及噬菌体成斑效率（EOP）分析，明确质粒决定簇中编码基因与噬菌体的作用特性；Real-time PCR分析突变株感染噬菌体的DNA复制机制。研究结果表明，食源性Lm 分离株主要表型可分为Ⅶ型，80% Lm分离株均能与噬菌体作用，其反应活性呈现差异性；55% Lm菌株携带质粒，65% Lm分离株对镉具有抵制性，15%菌株对化学菌剂苯扎氯铵耐受，携带质粒Lm菌株检测到耐镉基因cad A1(35%) 和cad C（15%）；耐镉突变株分析表明，突变耐镉基因cad A1和cad C均增强其对镉的敏感性，与此同时，其对噬菌体的反应性亦有升高，将序列进行同源重组回补，其与噬菌体反应活性与野生型Lm无显著性差异；Real-time PCR 分析表明，以裂解酶LysZ5为检测靶基因，突变株不同感染时间点（0 h～8 h）中DNA得制表现出显著差异，其在感染4h后，DNA 复制能力显著高于野生型Lm，由此表明，质粒编码基因中存在重要功能团，其不仅影响Lm 对外界的适应性，同样改变Lm 的性状，其对噬菌体作用特点也发生了根本性改变，即质粒基因参与并介导Lm噬菌体的感染复制，最终影响其与噬菌体的识别从而影响其作用特性。本研究共发表研究性论文7篇，3篇SCI收录；授权专利3项；培养研究生2名，与预其研究成果相符。