假结核耶尔森氏菌T6SS效应蛋白TepC功能研究

摘要

【目的】研究模式病原细菌假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis)Ⅵ型分泌系统T6SS效应蛋白TepC对细菌生物膜形成的影响及其自身杀虫活性，为该效应蛋白的开发应用奠定基础。【方法】采用结晶紫染色法，观察假结核耶尔森氏菌野生型(WT)、ΔtepC突变体和ΔtepC(tepC)回补菌株的非生物表面生物膜形成情况，并对其进行定量和定性分析；以线虫模型进行生物表面的生物膜形成试验，研究TepC对假结核耶尔森氏菌生物膜形成能力的影响；以大蜡螟为模型，研究假结核耶尔森氏菌野生型和突变体对大蜡螟致病性的影响；以大蜡螟和棉铃虫为模型，研究纯化TepC蛋白的毒性作用；对大蜡螟脂肪体进行组织切片HE染色，研究TepC处理对大蜡螟脂肪体的影响；利用定量PCR方法研究假结核耶尔森氏菌野生型和tepC突变体感染对大蜡螟抗菌肽基因表达的影响；构建tepC转基因拟南芥，检测转基因拟南芥对甜菜夜蛾幼虫的毒性。【结果】TepC在假结核耶尔森氏菌生物膜形成过程中发挥重要作用，基因tepC的缺失导致假结核耶尔森氏菌在非生物表面和生物表面(线虫)的生物膜形成能力显著降低；TepC能影响假结核耶尔森氏菌对大蜡螟的致病性，注射假结核耶尔森氏菌野生型的大蜡螟存活率仅为36.7%,而注射ΔtepC突变体的大蜡螟存活率为70.0%,另外TepC蛋白对大蜡螟和棉铃虫均有毒性作用，具有广谱杀虫性；TepC处理导致大蜡螟脂肪体遭到破坏，其通过影响大蜡螟脂肪体发挥毒性作用；与接种假结核耶尔森氏菌ΔtepC突变体菌株相比，接种假结核耶尔森氏菌WT菌株的大蜡螟抗菌肽在6 h显著上调，表明TepC影响了大蜡螟的免疫防御功能，喂食tepC转基因拟南芥可以显著降低甜菜夜蛾幼虫的存活率。【结论】假结核耶尔森氏菌T6SS效应蛋白TepC不仅在细菌竞争中发挥作用，还具有杀虫功能，并能影响细菌生物膜的形成。

关键词

假结核耶尔森氏菌 / Ⅵ型分泌系统 / 杀虫蛋白 / 生物膜

基金资助

国家自然科学基金重点项目“跨界群体感应介导的细菌-真菌识别与响应机制”(32330004)