嗜线虫致病杆菌两种型态的某些生理特性和差异蛋白研究

发布时间：2019-08-29 15:46

【摘要】：嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophilus)(致病杆菌)是一种在病原线虫肠道内能与小卷蛾斯氏线虫互利共生的革兰氏阴性菌,因其能产生杀虫毒素、抑菌、抗癌等多种活性物质而倍受瞩目。其具有初生型和次生型两种型态。初生型致病杆菌(初生菌)极不稳定,在传代培养过程中容易转变成次生型致病杆菌(次生菌)。它们不仅形态不同,多种生理特性也存在很大差异,因而限制了次生菌在农业上的应用。本论文基于致病杆菌型态变异的特性对初生菌和次生菌的某些生理特性和差异蛋白做了研究。主要研究内容如下:1、致病杆菌的筛选和鉴定。从线虫幼虫、线虫成虫和侵染后的大蜡螟中筛选初生菌,发现从侵染后的大蜡螟中筛选初生菌是种最优的筛选分离方法,操作简便、菌落纯,效率高。而次生菌不仅可以从线虫成虫和侵染后的大蜡螟中筛选得到,而且还能在初生菌的多次传代培养过程中获得。形态学鉴定结果显示初生菌平均长度4-5μm,呈杆状,表面凹凸不平。16S rDNA鉴定结果表明目的菌株与X.nematophilusATCC19061的同源性达99%,表明成功筛选到目的菌株。2、致病杆菌的某些生理特性研究。研究制定了致病杆菌的生长曲线,研究了温度和pH对致病杆菌生长速度的影响,同时还对菌株生长过程中培养液pH值的变化、菌株形态变化以及糖利用情况进行了研究。结果发现温度和p H对初生菌的生长影响较大。当温度低于25℃或pH呈弱酸性时,其生长速度极慢。当温度高于25℃和pH呈中性或弱碱性时,初生菌生长比次生菌均晚8-16小时进入对数生长期,在培养24 h时后初生菌逐渐向次生菌转化,72 h时则已全部转化为次生菌。它们在生长过程中只能分解葡萄糖产生有机酸,而不能利用乳糖和蔗糖。3、初生菌和次生菌的差异蛋白研究。利用iTRAQ技术共检测到367种差异蛋白,其中除了其他学者研究过的Xcn蛋白和Xnph1蛋白外,初生菌蛋白质组中还发现了以下几种特异性蛋白:与抗菌性相一致的Xcn蛋白和Xnph1蛋白、与致病杆菌附着点相关的鞭毛蛋白、菌毛适配器蛋白、菌毛粘附素和荚膜合成调节元件B蛋白;多个代谢通路中起重要作用的谷氨酸合成酶;具有肿瘤药物耐药性、且对正常细胞和恶性细胞产生的细胞毒化合物具有防护作用的多药耐药蛋白。
【图文】：

1.1 嗜线虫致病杆菌的概述嗜 线 虫 致 病 杆 菌 （ Xenorhabdus nematophilus ） 和 嗜 线 虫 发 光 杆 菌（Photorhabdus）是昆虫病原线虫共生菌的两个属，它们分别与斯氏线虫属（Steernema）和异小杆线虫属（Heterorhabditis）的线虫共生[1]。Poinar[2]在 1966 年时便阐述了致病杆菌与病原线虫之间互利共生的关系，致病杆菌存在于侵染期的昆虫病原线虫肠道内，形成病原线虫-致病杆菌复合体，而侵染期线虫利用本身能灵活有效地找到靶标昆虫的特性，将携带的致病杆菌释放到寄主昆虫血腔内，随后，被释放的致病杆菌在血腔内大量繁殖并产生多种毒素蛋白以及具有杀虫活性的物质，使得寄主昆虫能在短期内败血死亡[3-5]。在这期间致病杆菌能分解营养物质，为病原线虫的生长繁殖提供营养，同时共生菌产生多种抗生素，抑制其它杂菌的污染，为线虫的生长发育繁殖提供理想的环境6-10]。病原线虫-致病杆菌的生活周期如图 1-1。

保证病原线虫的生长繁殖（如图1-2b），与次生菌共同培育的病原线虫不但不能长大，反而会在短期内死亡（如图 1-2c）。王立霞等[81]分析并概括了初生菌和次生菌在病原线虫培育方面存在的这种显著差异的原因：初生菌在生长代谢过程中能产生多种酶类，能很好地分解培养基中的营养物质，为线虫的生长繁殖提供充足的营养；同时初生菌还能产生多种抑菌活性物质，能有效抑制其他的杂菌的生长，为病原线虫的生长繁殖提供良好的环境；此外，初生菌能形成鞭毛，有助于初生菌占据病原线虫肠道的特定空间，从而被线虫携带。由此可见，有效控制致病杆菌的型态变异是实现病原线虫高产的一条有效途径。图 1-2 线虫幼虫分别经初生菌和次生菌培育后的状态Figure 1-2 The state of the nematode larvae after being cultured with the primary andsecondary bacteria respectively致病杆菌型态变异的发生既有菌体本身的机制，，也有环境因素的诱导，由于初生菌细胞本身的呼吸酶活性较低，在无氧或少氧环境中以及长期处于饥饿状态下，都会诱导初生菌向次生菌转化[85,86]。初生菌和次生菌之间的质粒是相同的，因此排除了致病杆菌产生型态变异是由于质粒缺失或者基因重排导致的[87]。2004 年王勤英[88]对致病杆菌 HB310 菌株的两种型态（初生型和次生型）的蛋白质组分差异以及毒力相关基因进行了研究，结果表明初生菌与次生菌的胞内及胞外蛋白组分差别很大，且初生菌中具有的杀虫活性蛋白组分在次生菌中根本不
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S476.1

【参考文献】

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本文编号：2530612