《ComC基因敲除對牛鏈球菌產乳酸活力的影響及機理研究》是彭全輝為項目負責人，四川農業大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：ComC基因敲除對牛鏈球菌產乳酸活力的影響及機理研究
- 項目類別 ：青年科學基金項目
- 依託單位：四川農業大學
- 項目負責人：彭全輝
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
瘤胃亞急性酸中毒是我國反芻動物養殖中常見的群發性疾病，嚴重製約了該行業的發展。為降低抗生素的使用，目前關於防治瘤胃亞急性酸中毒的方法的研究主要集中在瘤胃內乳酸產生菌和乳酸利用菌上。細菌主要通過群體感應系統進行交流。研究表明，牛鏈球菌（Streptococcus bovis）中存在兩套群體感應系統-ComCDE和ComRS。因此，我們假設，ComC基因敲除後可能會激活ComRS系統，啟動其下游基因的表達，進而促進牛鏈球菌的轉化和生長繁殖並產生乳酸。本研究在前人的研究基礎上，利用基因敲除、轉錄組學、蛋白質組學、RT-PCR以及HPLC等試驗手段，考察ComC基因敲除對牛鏈球菌產乳酸效率的影響，初步闡明ComC對牛鏈球菌自然轉化和代謝網路影響的機理。通過本研究可以為調控瘤胃內牛鏈球菌的生長提供新靶點，為反芻動物SARA的防治提供新思路和新方法。
結題摘要
通過快速更換日糧，誘導肉牛產生亞急性酸中毒症狀，並採集瘤胃液，通過形態學、染色等方式分離出牛鏈球菌（Streptococcus bovis）並加以鑑定。通過同源重組的手段敲除目的基因ComC並加以驗證，獲得ComC基因缺失菌株（ΔComC），通過ComC基因過表達，分離純化獲得外源表達ComC多肽。ComC基因敲除後細菌的丙酸和乳酸產量顯著降低。代謝組學結果表明，ComC基因敲除後細胞內代謝物質顯著有別於野生型，降低了異亮氨酸，纈氨酸，亮氨酸，脯氨酸，酪胺，哌可酸和鳥氨酸，升高了海藻糖，2-羥基谷氨醯胺，1,3-二叔丁基苯，腐胺，草酸，甘氨酸，庚酸，天冬氨酸，抑制了精氨酸-脯氨酸代謝途徑。蛋白質組學結果表明，顯著升高了反應調節蛋白 VraR （226倍）、一氧化氮雙加氧酶（23倍），一般應激蛋白（15.8倍），分子伴侶GroEL（13.74倍），硫氧還蛋白還原酶（11.56倍）等蛋白，降低了支鏈胺基酸轉氨酶（0.6倍），精氨酸脫亞胺酶（0.13 倍），醌氧化酶亞基1（0.12倍），半胱氨酸合酶（0.11倍）和鳥氨酸氨甲醯基轉移酶（0.03倍）。降低了ldh和pfl等乳酸生成關鍵基因表達。外源添加ComC多肽對細菌生長繁殖無影響。以上結果表明， ComC基因敲除後使牛鏈球菌處於嚴重的應激狀態，抑制了胞內精氨酸-脯氨酸、支鏈胺基酸等代謝途徑，從而降低了乳酸合成量。
