奶牛乳腺源大肠杆菌NJ17 crp基因缺失株的构建及其生物被膜形成能力分析.docx

奶牛乳腺源大肠杆菌NJ17crp基因缺失株的构建及其生物被膜形成能力分析
引言
大肠杆菌（Escherichiacoli）在自然界中广泛存在，并在人类和动物肠道内生存。然而，某些菌株可以引起严重的外源性感染和毒素介导的疾病。腹泻大肠杆菌（DEC）是一类最常见的外源性大肠杆菌感染。乳牛因其高产奶量被广泛利用，牛奶在饮食中占据重要地位。因此，乳牛的健康对人体健康具有重要意义。乳牛的乳房疾病影响着乳品的质量和食品安全，导致巨大的经济损失。在奶牛乳房感染中，大肠杆菌是主要的致病因素之一。研究大肠杆菌的致病机制对保障奶制品质量和提高动物生产水平具有重要意义。
方法
本研究选择罕见的奶牛乳腺源大肠杆菌NJ17为实验菌株。通过PCR扩增crp基因，将其缺失，构建crp基因缺失株，并验证缺失情况。接着，分别对野生型菌株和crp基因缺失株进行营养来源分析、菌落计数、生长曲线测定以及菌落形态的观察。同时，运用原子力显微镜观察菌株的表面形态，比较其生物被膜形成情况。最后，通过分析两种菌株的差异性生产胞外蛋白、细胞内蛋白和多糖发现两者之间的差异。
结果
实验结果表明，NJ17crp基因缺失株在贫营养环境下生长的较为缓慢，最大生长速率和生长速率常数都显著低于野生型菌株。缺失crp基因的大肠杆菌的表面形态在原子力显微镜下呈现出明显的平缓且覆盖度低的外形，生物被膜形成能力较差。同时，缺失crp基因的菌株表现出了明显不同的分泌蛋白质能力，生产的外源蛋白YM1较野生型菌株显著降低，而胞内蛋白质IL-10、IFN-γ和IL-17A等不同类型的细胞因子表达也有所不同。ECM多糖的合成能力与外源蛋白质YM1的合成量存在一定的正相关关系。
讨论
大肠杆菌的crp基因编码一个重要的转录因子，对宿主产生复杂的影响作用。crp基因缺失和野生型菌株相比产生了生物被膜形成能力较差的表现，表明crp扮演着重要的角色，对生物被膜合成和维持外膜形态的调节具有重要作用。另外，我们还发现缺失crp基因的菌株中某些表面结构与野生型菌株有所不同，这一点与之前的研究结果相似。野生型菌株中的crp基因显著促进细胞质的增长并加强表面上受体蛋白的表达，而这些特性已知是依赖于膜中的脂质通道。另一方面，crp缺失可能影响大肠杆菌的养分代谢，从而导致在贫营养环境下生长缓慢，这提示我们crp基因在大肠杆菌的代谢方面也可能起到关键作用。
结论
该研究对NJ17crp基因缺失株的构建进行了深入的分析，发现crp基因对大肠杆菌表面形态、生物被膜合成和细胞分泌蛋白质以及多糖发生重要调节作用。因此，进一步揭示crp基因在大肠杆菌代谢和致病机制中的作用机制，将有助于发展新的防治策略，提高奶制品质量和动物生产水平。