纤维二糖利用基因簇对巴氏链球菌生长及毒力的影响OA北大核心CSTPCD

[目的]本研究旨在明确纤维二糖利用基因簇对巴氏链球菌生长及毒力的影响。[方法]以肺炎链球菌基因组中纤维二糖利用基因簇为参考,同源性比对分析猪源巴氏链球菌WUSP067中纤维二糖利用基因簇,通过荧光定量PCR(RT-qPCR)、RT-PCR、缺失株构建、不同条件下的生长曲线测定、小鼠毒力试验等评价其对巴氏链球菌生长及毒力的影响。[结果]巴氏链球菌WUSP067基因组中存在2个潜在的纤维二糖利用相关基因簇(cellobiose locus, CL),将其分别命名为CL1和CL2,它们均包括编码磷酸转移酶系统和β-葡萄糖苷酶的基因。RT-qPCR结果显示,与添加10 g·L^(-1)葡萄糖的DMEM培养基相比,在添加10 g·L^(-1)纤维二糖的DMEM培养基中,CL1中的BglP1_(wp)和BglA_(wp)基因表达量无显著差异,而CL2中celA_(wp)和celB_(wp)基因表达极显著上调(P<0.000 1),分别上调49倍和33倍,提示其参与利用纤维二糖。选择CL2深入研究,RT-PCR结果显示,该基因簇由2个操纵子组成。构建编码β-葡萄糖苷酶的celA_(wp)基因缺失株,生长曲线分析表明,野生株和celA_(wp)基因缺失(ΔcelA_(wp))株在THB、DMEM+10 g·L^(-1)葡萄糖条件下生长情况无明显差异,但在DMEM+10 g·L^(-1)纤维二糖条件下,野生株能以纤维二糖为唯一碳源生长,而ΔcelA_(wp)表现出明显的生长缺陷,生长12 h时D_(600)仍低于0.5。以断奶仔鼠为感染模型,比较野生株和ΔcelA_(wp)株的毒力,每鼠攻毒剂量为3×10^(8) CFU,野生株攻毒组小鼠3日内全部死亡,而ΔcelA株攻毒组的小鼠死亡趋势较缓,14 d后存活率为20%(P<0.05)。[结论]猪源巴氏链球菌WUSP067能以纤维二糖为唯一碳源生长,CL2是纤维二糖利用相关基因簇,其中celA_(wp)基因不仅促进该菌利用纤维二糖,而且还影响该菌的毒力,在巴氏链球菌致病过程中发挥作用。