《速凍食品中VBNC狀態大腸桿菌O157:H7形成的分子機制研究》是依託武漢工程大學，由趙喜紅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：速凍食品中VBNC狀態大腸桿菌O157:H7形成的分子機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙喜紅
- 依託單位：武漢工程大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
速凍食品中大腸桿菌O157:H7在低溫誘導下可進入活的不可培養狀態（Viable But Nonculturable State,VBNC），在適當條件下可能復甦，從而恢復致病性，成為食品安全的潛在威脅。目前對其VBNC形成的分子機制並不清楚，缺乏系統性研究。本項目擬綜合運用轉錄組學、蛋白組學和生物信息學的手段，構建差異表達譜，解析狀態轉變中的細胞物質基礎及代謝特徵；通過轉錄組和蛋白質組比較關聯分析，篩選調控VBNC狀態形成的特異性基因，構建特異性基因的缺失突變株，研究突變株在正常狀態和VBNC狀態時的生物學特性和致病性；利用反轉錄實時螢光定量PCR研究在低溫下誘導培養不同時段這些基因的轉錄特徵，進一步研究其生存能力與特異性基因表達的關係。在以上工作基礎上，最終闡明VBNC狀態大腸桿菌O157:H7形成的分子機制，為速凍食品中大腸桿菌O157:H7的生存和致病的發生機制提供理論依據。
結題摘要
食源性大腸桿菌O157:H7在低溫誘導下可進入VBNC狀態，在適當條件下可能復甦，從而恢復致病性，成為食品安全的潛在威脅。目前對其VBNC形成的分子機制並不清楚，缺乏系統性的研究。 （1）本課題分別在-20℃和4℃建立速凍牛肉丸低溫誘導體系，通過塗布平板計數法在-20℃誘導152 天后確認速凍牛肉丸中E. coli O157:H7進入不可培養狀態，同時採用萘啶酮酸活菌直接計數法驗證了不可培養狀態的E. coli O157:H7為活菌狀態，並測得活菌數即VBNC菌數為6.3×107 cells/mL，但是4℃速凍牛肉丸中E. coli O157:H7無法進入VBNC狀態，其可培養數在誘導第156天依然保持在108 CFU/mL； （2）採用轉錄組學方法對低溫誘導進入VBNC狀態的E. coli O157:H7與正常對數生長期細胞進行轉錄組測序與分析，得到兩者間顯著的差異表達基因，通過GO功能分析對實驗中得到差異表達基因進行注釋及其功能的預測，再通過KEGG Pathway分析對實驗中得到差異表達基因進行代謝途徑的分析預測，從而推測出在低溫誘導條件下進入VBNC狀態的E. coli O157:H7中存在的相關分子機制。KEGG Pathway分析結果在轉錄水平層面上說明了在-20oC誘導進入VBNC狀態的胞內蛋白質合成不但沒有停止，反而合成了相當數量的蛋白質來維持VBNC狀態的機能代謝過程和生命活動，而VBNC細胞的形成與這些蛋白質的合成密切相關。 （3）探究了E.coli O157:H7野生株與基因缺陷株進入VBNC狀態的差異。結合AODC法、DVC法和平板計數法觀察VBNC誘導過程中細菌的變化發現，在-20℃富營養誘導條件下E.coli O157:H7-∆rpoS缺陷株18天便完全進入VBNC狀態，與野生株和其他缺陷株相比，其誘導進入VNBC狀態時間縮短了一半；研究了E.coli O157:H7野生株與基因缺陷株在生物學特性的差異。研究發現，傳代10次的基因缺陷株與初代基因缺陷株相比沒有遺傳水平上的差異；fimC基因缺失會造成E.coli O157:H7菌株運動性降低；rpoS基因缺失使E.coli O157:H7應對酸脅迫的能力嚴重降低；與野生型E.coli O157:H7相比，fimC和luxS基因缺失在一定程度上影響細菌生物被膜的形成。
