摘要

根据静待假说，长期的环境生存与细菌致病性的增强呈正相关，因为高耐久性降低了传播对宿主迁移性的依赖。许多间接传播的细菌病原体，如结核分枝杆菌和假鼻疽伯克霍德氏菌，在外界环境中具有很高的耐受性和高度的毒力。非生物胁迫可能激活某些途径或某些基因的表达，这可能有助于细菌的耐久性和毒力，协同作用。因此，探索细菌表型是如何响应环境压力的，对于理解它们在宿主感染中的潜力是很重要的。在本研究中，我们研究了不同浓度的盐(氯化钠、氯化钠)对实验菌株Escherichia coli BW25113的生存能力、与毒力相关的表型和能量代谢的影响。特别是，我们调查了NaCl浓度如何影响生长模式、生物膜的形成、抗氧化性和运动能力。在对细菌生存至关重要的能量代谢方面，测定了葡萄糖消耗、糖原积累和海藻糖含量，以了解它们在处理渗透压波动中的作用。结果表明，在较高的NaCl浓度下，海藻糖优于糖原。为了剖析NaCl对海藻糖代谢的分子机制，我们进一步研究了单基因突变体对海藻糖合成途径(otsBA操纵子)的损伤如何影响大肠杆菌在盐胁迫下的耐久性和毒力。之后，我们比较了不同NaCl浓度下培养的大肠杆菌的转录本，从中筛选出具有统计学意义的差异表达基因(Deg)和差异表达途径，为研究大肠杆菌对NaCl浓度的响应提供了分子基础。综上所述，本研究从多个方面探讨了NaCl浓度对大肠杆菌的体外影响，旨在帮助我们理解盐胁迫下细菌生理变化，从而有助于阐明环境胁迫下细菌耐久性与外界毒力之间的联系。

结论

在本研究中，我们研究了盐浓度对野生型大肠杆菌BW25113及其两个单基因突变体ΔotsA和ΔotsB生长方式、毒力相关表型和能量代谢的影响。结果表明，培养基中NaCl浓度的升高普遍抑制了野生型菌株和海藻糖缺失突变体的细菌生长、生物膜形成、抗氧化能力和运动能力。结果表明，培养基中NaCl浓度的升高抑制了野生型菌株和海藻糖缺陷突变株的细菌生长、生物膜形成、抗氧化能力和运动能力。在能量代谢方面，大肠杆菌BW25113在高盐条件下优先利用海藻糖而不是糖原，而在高盐条件下葡萄糖吸收受到明显抑制。对于大肠杆菌ΔotsA和ΔotsB，两株突变株的海藻糖均被完全消除。然而，将大肠杆菌野生型菌株与其两个突变体进行比较，发现在低盐度条件下，海藻糖合成途径的失活有利于生物膜的形成。进一步的转录分析揭示了大肠杆菌在高盐度条件下显著上调和下调的基因。为了更好地理解大肠杆菌在渗透压下的生存策略，我们还鉴定了HUB基因和丰富的途径。尽管在本研究中，与致病特性相关的代表性表型受到高渗压力的负面影响，但转录分析表明，与盐反应和毒力相关的基因表达实际上是相互关联的。因此，这项研究并不一定反对静观其变的假说，因为进化涉及到与环境的长期互动和适应。进一步的研究可能需要检测大肠杆菌在长期适应高渗条件后的表型变化，用分子水平的实验方法研究特定的途径和基因簇，以更好地了解大肠杆菌对非生物胁迫的适应。