潘玉榮 張彩麗 朱素芹 曾名湧
(中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,青島 266003)
溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌群體感應(yīng)調(diào)控行為的抑制研究
潘玉榮 張彩麗 朱素芹 曾名湧
(中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,青島 266003)
以群體感應(yīng)抑制劑—溴化呋喃酮為研究對(duì)象,探究其對(duì)鰻弧菌群體感應(yīng)相關(guān)基因和致病因子的抑制作用。利用熒光定量PCR檢測(cè)亞抑菌濃度溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌vanI/R和 luxS基因表達(dá)量的影響,利用鞭毛染色觀察溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌生物膜以及鞭毛形成的作用,通過(guò)平板擴(kuò)散法檢測(cè)溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌胞外酶的作用。結(jié)果表明,溴化呋喃酮能夠顯著抑制鰻弧菌vanI和luxS基因的表達(dá)量,溴化呋喃酮能夠降低鰻弧菌分泌蛋白酶和明膠酶能力,能抑制鞭毛生長(zhǎng)和生物膜的形成并降低其運(yùn)動(dòng)能力。
溴化呋喃酮;鰻弧菌;群體感應(yīng);鞭毛;胞外酶;生物膜
群體感應(yīng)(Quorum sensing,QS)是指細(xì)菌能自發(fā)產(chǎn)生、釋放一些特定的信號(hào)分子,細(xì)菌通過(guò)感知其濃度變化來(lái)調(diào)節(jié)群體行為的現(xiàn)象[1]。微生物QS介導(dǎo)的過(guò)程常伴隨有植物和動(dòng)物宿主的參與,在生物進(jìn)化過(guò)程中有些高等生物已進(jìn)化出一定的機(jī)制來(lái)干擾細(xì)菌的QS。鹵化呋喃酮,最早是在澳大利亞大型藻紅色海藻Delisea pulchra發(fā)現(xiàn)的,它可以干擾多種革蘭氏陰性菌QS調(diào)控的性狀[2]。在已知的鹵化呋喃酮化合物中有研究表明,溴化呋喃酮不但能降低銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)QS相關(guān)基因的表達(dá),且能抑制銅綠假單胞菌QS系統(tǒng)介導(dǎo)的胞外毒力因子的表達(dá)。研究認(rèn)為,溴化呋喃酮對(duì)QS抑制機(jī)理是與信號(hào)分子競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合受體,從而阻斷QS系統(tǒng)通路[3,4]。
鰻弧菌為有鞭毛的革蘭氏陰性細(xì)菌,無(wú)莢膜,不形成芽孢,能運(yùn)動(dòng),具有典型的弧菌屬細(xì)菌特征。當(dāng)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物在不良的環(huán)境條件下,遭遇不利刺激或是受傷時(shí)會(huì)誘發(fā)疾病的產(chǎn)生。已報(bào)道的鰻弧菌毒力因子有pJM1鐵離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、脂多糖、生物膜胞外酶等[5]。
QS系統(tǒng)不僅調(diào)控病原菌致病初期階段的侵襲定殖以及毒力基因的表達(dá),還調(diào)控其耐藥性的產(chǎn)生,這就為人們提供了一條新的病原菌防控思路——從干擾群體感應(yīng)系統(tǒng)入手預(yù)防和治療微生物疾病[6]。我們前期研究發(fā)現(xiàn)鰻弧菌VA能夠產(chǎn)生多種類型信號(hào)分子[7],但是溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌的QS影響尚無(wú)報(bào)道。因此,本研究以合成的溴化呋喃酮(圖1)為研究對(duì)象,探討其對(duì)鰻弧菌VA QS系統(tǒng)相關(guān)基因及其毒力因子表達(dá)的影響,這將為弧菌病的預(yù)防和治理提供新的思路。
圖1 (Z)-5-(溴亞甲基)-2(5H)-呋喃酮
1.1 材料
1.1.1 菌株、培養(yǎng)基與培養(yǎng)條件 本研究中使用的菌株質(zhì)粒如表1所示。所有菌株均保存于30%甘油中,置于-20℃下凍藏。使用前,將儲(chǔ)存的菌液按1∶100的比例接種于AB液體培養(yǎng)基過(guò)夜活化。所有菌株的培養(yǎng)條件均為溫度30℃,轉(zhuǎn)速160 r/min。細(xì)菌的生長(zhǎng)密度用OD600表示。蛋白酶培養(yǎng)基:LB瓊脂基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加2%脫脂奶粉,明膠酶培養(yǎng)基為L(zhǎng)B培養(yǎng)基添加2%的明膠,卵磷脂酶培養(yǎng)基為L(zhǎng)B基礎(chǔ)培養(yǎng)基含1%生雞蛋蛋黃。
1.1.2 主要試劑和儀器 (Z)-5-(溴亞甲基)-2(5H)-呋喃酮購(gòu)自Sigma公司(美國(guó));引物由上海生工合成(表2),使用時(shí)溶解于無(wú)水乙醇中。酶標(biāo)儀Synergy 2(美國(guó)Bio-Tek公司),熒光定量PCR儀(FQD-96A 杭州博日科技有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌MIC濃度的測(cè)定 參考文獻(xiàn)[10],挑取鰻弧菌VA單菌落至AB液體培養(yǎng)基,過(guò)夜活化后,按1%的比例接種于新鮮AB培養(yǎng)基。在48孔透明酶標(biāo)板中分別加入10 μL不同濃度的溴化呋喃酮溶液和990 μL稀釋后的鰻弧菌液,使溴化呋喃酮的終濃度分別為30 mg/L、15 mg/L、7.5 mg/L、5 mg/L、2.5 mg/L、1 mg/L;空白對(duì)照組加入10 μL無(wú)水乙醇和990 μL稀釋后的菌液,30℃培養(yǎng)24 h,檢測(cè)其OD600值。
表1 供試菌株和特征
表2 引物名稱和序列
1.2.2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR 查閱基因庫(kù)中鰻弧菌QS系統(tǒng)相關(guān)基因vanI/R,以鰻弧菌16S rRNA為管家基因,先以全序列引物擴(kuò)增目的條帶,再通過(guò)qRTPCR測(cè)定相關(guān)基因在轉(zhuǎn)錄水平上相對(duì)表達(dá)量。鰻弧菌過(guò)夜活化,按1%比例稀釋到新鮮的AB液體培養(yǎng)基中,添加不同濃度溴化呋喃酮使其最終濃度為1 mg/L、2.5 mg/L、5 mg/L,以加入相同體積的無(wú)水乙醇為對(duì)照組,置于28℃,160 r/min培養(yǎng)24 h。取菌液離心,上清過(guò)無(wú)菌0.22 μm濾器,用報(bào)告菌株哈維式弧菌JMH597測(cè)定無(wú)菌上清中AI-2信號(hào)分子活性,離心后的菌體根據(jù)TransZol 法提取RNA,保存于RNA溶解液中,瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA提取的完整性。
以提取的RNA為模板反轉(zhuǎn)錄得到cDNA,體系為20 μL:模板2 μL,隨機(jī)引物(0.1 μg/μL)1 μL,2×TS Reaction Mix 10 μL,TransScrit RT/RI Enzyme Mix 1 μL,gDNA Remover 1 μL,RNase-free Water 5 μL。反應(yīng)條件:25℃孵育10 min后42℃反轉(zhuǎn)錄15min,85℃加熱5 s失活TransScrit RT/RI和gDNA Remover。qRT-PCR體系為20 μL:模板1 μL,前后引物各0.4 μL,2×TransStart TOP/Tip Green qPCR SuperMix 10 μL,ddH2O 8.2 μL,qPCR反應(yīng)程序:94℃預(yù)變性3 min,94℃變性5 s,60℃退火延伸30 s,40個(gè)循環(huán),在每個(gè)循環(huán)的退火延伸階段收集熒光信號(hào),以不加模板的體系為陰性對(duì)照。
1.2.3 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA分泌胞外酶的影響 挑取鰻弧菌VA單菌落接種到AB液體培養(yǎng)基,30℃過(guò)夜培養(yǎng)。按1%比例稀釋到新鮮培養(yǎng)基中,加入不同濃度溴化呋喃酮,使最終濃度為0 mg/L(對(duì)照組)、1 mg/L、2.5 mg/L、5 mg/L,培養(yǎng)24 h,取菌液測(cè)定OD600,離心,獲得上清液過(guò)無(wú)菌濾膜。蛋白酶培養(yǎng)基,明膠酶培養(yǎng)基和卵磷脂酶培養(yǎng)基平板在無(wú)菌風(fēng)中吹干,打孔,加入60 μL上述無(wú)菌上清液,置于28℃培養(yǎng)24 h,測(cè)量透明圈大小。測(cè)得的數(shù)據(jù)用SPSS18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理。抑制率(%)=(對(duì)照組透明圈直徑-實(shí)驗(yàn)組透明圈直徑)/對(duì)照組菌落直徑 *100%。
1.2.4 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA運(yùn)動(dòng) 細(xì)菌泳動(dòng)培養(yǎng)基:0.3%瓊脂,1%胰蛋白胨,1%NaCl;細(xì)菌群集運(yùn)動(dòng)培養(yǎng)基:0.5%瓊脂,0.8%胰蛋白胨 1% NaCl,0.5%葡萄糖。將每種培養(yǎng)基冷卻至50℃左右,混入不用濃度溴化呋喃酮,終濃度為0 mg/L、1 mg/L、2.5 mg/L,傾倒平板,無(wú)菌風(fēng)吹干,將活化好的菌液取1 μL懸滴到平板中央。待菌液吸收后放置28℃培養(yǎng)36 h。每個(gè)濃度做3個(gè)平行,游標(biāo)卡值測(cè)量菌落遷移的直徑。
1.2.5 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA生物膜及鞭毛生長(zhǎng)的影響 鰻弧菌VA過(guò)夜活化后按1%的比例接種于新鮮培養(yǎng)基。取2 970 μL菌液加入直徑為2 cm底部放置無(wú)菌蓋玻片的6孔板,再加入30 μL溴化呋喃酮,使溴化呋喃酮的終濃度為2.5 mg/L,對(duì)照組以30 μL無(wú)水乙醇代替溴化呋喃酮,30℃下靜置培養(yǎng)24 h。小心吸除培養(yǎng)基,蒸餾水輕輕漂洗3次,待晾干后取出蓋玻片放置于潔凈的載玻片上放在顯微鏡下觀察生物膜形態(tài)。
挑取0 mg/L與2.5 mg/L細(xì)菌泳動(dòng)培養(yǎng)基平板上的遷移菌落邊緣涂布在載玻片的生理鹽水中,用劉榮氏鞭毛染色液染色5 min,用蒸餾緩緩沖洗1 min,晾干在顯微鏡下放大1 000倍油鏡觀察,觀察鰻弧菌鞭毛形態(tài)。
2.1 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA群體感應(yīng)系統(tǒng)的影響
溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA的最小抑菌濃度為15 mg/L,為了保證細(xì)菌致病因子表達(dá)量不同不是由細(xì)菌生長(zhǎng)差異引起的,選取低于7.5 mg/L的濃度做后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
鰻弧菌VA vanR,vanI以及l(fā)uxS基因擴(kuò)增片段的電泳圖譜如圖2所示,預(yù)期片段大小為1 308 bp、582 bp、519 bp,實(shí)測(cè)片段長(zhǎng)度為1 282 bp、536 bp、487 bp。將得到的序列在NCBI中進(jìn)行比對(duì)顯示,鰻弧菌的vanR,vanI,luxS基因與已上傳的鰻弧菌NB10對(duì)應(yīng)的基因相似度都高達(dá)99%,說(shuō)明該鰻弧菌中存在vanR、 vanI和luxS,且擴(kuò)增比較完整。
圖2 鰻弧菌VA luxS,vanR,vanI基因電泳圖
2.2 熒光定量PCR檢測(cè)溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA QS相關(guān)基因表達(dá)量的影響
前期研究發(fā)現(xiàn),該鰻弧菌能夠產(chǎn)生3種類型的QS信號(hào)分子,其中高絲氨酸內(nèi)脂類信號(hào)分子和AI-2類型的信號(hào)分子是鰻弧菌產(chǎn)生的主要信號(hào)分子[7],鰻弧菌vanR/I系統(tǒng)存在與費(fèi)氏弧菌的luxR/I系統(tǒng)相似的QS系統(tǒng),該系統(tǒng)是以高絲氨酸內(nèi)脂(OH-C6-HLs)介導(dǎo)的QS系統(tǒng)[11]。
鰻弧菌VA提取后的RNA電泳圖(圖3-A),呈現(xiàn)3條典型條帶28S、18S、5S,說(shuō)明RNA提取完整,可以繼續(xù)進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄和qPCR。經(jīng)過(guò)溴化呋喃酮處理,鰻弧菌VA vanI/R介導(dǎo)的QS系統(tǒng)中分泌基因vanI的表達(dá)受到明顯的抑制(圖3-B),隨著溴化呋喃酮濃度升高抑制效果越顯著,而vanR受體蛋白基因表達(dá)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。這時(shí)可能因?yàn)榈蜐舛蠕寤秽軌蚣铀賄anR蛋白的消耗,從而促進(jìn)vanR基因的過(guò)度表達(dá),當(dāng)濃度提高至5 mg/l時(shí),VanR基因表達(dá)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。鰻弧菌VA中l(wèi)uxS基因的表達(dá)量隨著溴化呋喃酮濃度的升高而降低,AI-2與luxS基因表達(dá)量活性基本一致(圖3-C)。
圖3 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA vanR/I和luxS/AI-2系統(tǒng)的影響
2.3 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA胞外酶的影響
鰻弧菌VA能產(chǎn)生多種胞外酶,分泌較強(qiáng)的胞外酶有蛋白酶、卵磷脂酶和明膠酶,不產(chǎn)生脂肪酶和DNA酶。不同濃度溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌蛋白酶、卵磷脂酶和明膠酶活性的抑制效果如圖4。與對(duì)照組A相比,鰻弧菌VA分泌蛋白酶和明膠酶酶解圈直徑隨著溴化呋喃酮濃度的升高均逐漸變小,說(shuō)明亞抑菌濃度溴化呋喃酮能夠抑制鰻弧菌VA蛋白酶和明膠酶的分泌。根據(jù)抑制率公式計(jì)算,當(dāng)溴化呋喃酮濃度為5 mg/L時(shí),溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA蛋白酶的和明膠酶抑制率分別為36.48%和27.72%。測(cè)定培養(yǎng)后菌體密度(OD600),細(xì)菌密度沒(méi)有顯著性差異,說(shuō)明溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌分泌蛋白酶和明膠酶的抑制效果不是抑菌作用引起的。溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA分泌卵磷脂酶沒(méi)有顯著抑制作用。
圖4 平板擴(kuò)散法檢測(cè)溴化呋喃酮對(duì)VA胞外酶的影響
2.4 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA運(yùn)動(dòng)的影響。
溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌泳動(dòng)和群集運(yùn)動(dòng)的抑制作用如圖5所示,細(xì)菌泳動(dòng)和群集運(yùn)動(dòng)分別反應(yīng)細(xì)菌在液體環(huán)境和固體環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)能力,這種運(yùn)動(dòng)是以鞭毛為導(dǎo)向的運(yùn)動(dòng)行為,細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)能力與致病菌的侵襲致病階段具有重要的作用[12]。溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌泳動(dòng)能力有抑制作用,而對(duì)鰻弧菌的群集運(yùn)動(dòng)無(wú)明顯抑制作用,經(jīng)測(cè)量鰻弧菌VA泳動(dòng)半徑分別為:(A)34.42±0.28 mm、(B)24.08±0.31 mm、(C)23.96±0.56 mm。2.5 mg/L的溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌的泳動(dòng)直徑抑制約30%。這可能是由于溴化呋喃酮抑制了鰻弧菌鞭毛的生長(zhǎng)從而抑制了其泳動(dòng)能力,因此,選取2.5 mg/L溴化呋喃酮濃度檢測(cè)其對(duì)鰻弧菌鞭毛和生物膜形成的影響。
表3 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌VA分泌胞外酶的抑制作用
圖5 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌運(yùn)動(dòng)的影響
2.5 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌生物膜以及鞭毛形成的抑制作用
溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌生物膜形成的抑制作用如圖5與對(duì)照組(無(wú)水乙醇)相比,2.5 mg/L的溴化呋喃酮能有效抑制鰻弧菌生物膜的產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)溴化呋喃酮處理,生物膜由密集變稀疏,分散。生物膜的形成量逐漸減少,生物膜的形成逐漸受到抑制。
經(jīng)鞭毛染色顯微鏡下觀察鰻弧菌鞭毛形態(tài),與對(duì)照組相比,溴化呋喃酮實(shí)驗(yàn)組中鰻弧菌中含有鞭毛的細(xì)菌數(shù)量明顯減少,部分鞭毛變的短小甚至消失。對(duì)照組中,通過(guò)視野可以觀察到細(xì)菌鞭毛細(xì)長(zhǎng)彎曲。這說(shuō)明溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌的鞭毛形成具有抑制作用。
圖6 溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌生物膜和鞭毛形成的抑制作用
溴化呋喃酮作為QS通路抑制劑可以與細(xì)菌分泌的信號(hào)分子競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合受體,通過(guò)作用于細(xì)菌的QS系統(tǒng)影響細(xì)菌生物膜的形成,其對(duì)AHLs和AI-2均有抑制作用[13]。溴化呋喃酮對(duì)AI-2信號(hào)分子有抑制作用,可能是因?yàn)殇寤秽苁筁uxS酶失活或者抑制luxS基因的表達(dá)[14]。因此本研究通過(guò)熒光定量PCR,探討溴化呋喃酮在體外環(huán)境下對(duì)于鰻弧菌QS系統(tǒng)相關(guān)基因影響,低于5 mg/L溴化呋喃酮濃度不影響鰻弧菌生長(zhǎng)密度,但夠顯著抑制鰻弧菌QS分泌基因vanI和luxS的表達(dá)量,該兩段基因分別調(diào)控AHLs和AI-2信號(hào)分子的合成。鰻弧菌VA群體感應(yīng)系統(tǒng)感受基因vanR隨著溴化呋喃酮濃度的升高,呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),這與已報(bào)道的溴化呋喃酮能抑制銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)QS系統(tǒng)感受基因PlasB-gfp 的表達(dá)研究結(jié)果不同,這可能因?yàn)殂~綠假單胞菌與鰻弧菌群體感應(yīng)系統(tǒng)的差異性大,鰻弧菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)復(fù)雜,目前發(fā)現(xiàn)鰻弧菌VA至少能分泌3種不同類型的信號(hào)分子。
溴化呋喃酮對(duì)鰻弧菌luxS/AI-2 QS系統(tǒng)也具有抑制作用,溴化呋喃酮可能通過(guò)抑制信號(hào)分子的活性影響鰻弧菌致病因子的表達(dá)。最近研究表明溴化呋喃酮可以通過(guò)抑制AI-2活性影響希瓦氏菌屬(Shewanella.sp)致腐敗相關(guān)特性[15]。這進(jìn)一步說(shuō)明溴化呋喃酮可以通過(guò)調(diào)控QS系統(tǒng)影響細(xì)菌的代謝特征。
鰻弧菌的致病過(guò)程包括粘附、侵襲、體內(nèi)增殖及產(chǎn)生毒素等一系列過(guò)程,而這些過(guò)程又與細(xì)菌產(chǎn)生的各種致病因子有關(guān)[16]。鰻弧菌的致病因子主要包括侵染力和產(chǎn)毒力兩方面。侵染力的產(chǎn)生主要來(lái)自于鞭毛蛋白對(duì)魚(yú)粘液的化學(xué)趨向性驅(qū)動(dòng),產(chǎn)毒力主要包括鐵攝取系統(tǒng)、外膜蛋白、胞外蛋白酶、脂多糖和溶血素等[17]。而研究表明鰻弧菌生物膜和胞外蛋白酶受其QS系統(tǒng)調(diào)控[11]。細(xì)菌形成生物膜可以降低外界環(huán)境的干擾,增強(qiáng)自身耐藥性。本研究表明溴化呋喃酮在抑制QS系統(tǒng)相關(guān)基因表達(dá)的同時(shí)降低鰻弧菌生物膜的形成量和胞外蛋白酶活性,這進(jìn)一步說(shuō)明鰻弧菌的生物膜和胞外蛋白酶與其QS系統(tǒng)存在相關(guān)性。Vestby等[18]研究表明,溴化呋喃酮可明顯降低多種腸道沙門(mén)氏菌生物膜的形成,這與本研究中溴化呋喃酮抑制鰻弧菌生物膜形成的研究結(jié)果基本一致。
細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)主要依賴于鞭毛的主動(dòng)性運(yùn)動(dòng)。溴化呋喃酮通過(guò)干擾鰻弧菌鞭毛形態(tài)減弱其運(yùn)動(dòng)能力。但在群集運(yùn)動(dòng)培養(yǎng)基中,溴化呋喃酮沒(méi)有顯著干擾效果。這是因?yàn)樵诓煌h(huán)境中,鰻弧菌對(duì)溴化呋喃酮的敏感性不同。
溴化呋喃酮是目前研究較多的一類QS抑制劑的影響,期望在不干擾鰻弧菌生長(zhǎng)的前提下,通過(guò)對(duì)細(xì)菌QS系統(tǒng)途徑降低毒力因子的生成,當(dāng)生物膜、鞭毛、胞外蛋白酶受到抑制后的致病菌更容易被宿主機(jī)體免疫系統(tǒng)清除,可以降低水產(chǎn)養(yǎng)殖疾病爆發(fā)幾率,而對(duì)于溴化呋喃酮在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用安全性還有待于深入研究。
本實(shí)驗(yàn)研究了QS抑制劑溴化呋喃酮在非抑菌濃度下對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖致病菌鰻弧菌QS系統(tǒng)和毒力因子表達(dá)的影響。研究顯示亞抑菌濃度溴化呋喃酮不但能顯著抑制鰻弧菌QS相關(guān)基因表達(dá),減少AI-2信號(hào)分子的分泌,且對(duì)鰻弧菌生物膜、胞外酶、運(yùn)動(dòng)能力有抑制效果。
[1]Miller MB, Bassler BL. Quorum sensing in bacteria[J]. Annu Rev Microbiol, 2001, 55(1):165-199.
[2]Ren D, Wood TK. (5Z)-4-bromo-5-(bromomethylene)-3-butyl-2(5H)-furanone reduces corrosion from Desulfotomaculum orientis[J]. Environmental Microbiology, 2004, 6(5):535-540.
[3] Hentzer M, Riedel K, Rasmussen TB, et al. Inhibition of quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa biofilm bacteria by a halogenated furanone compound[J]. Microbiology, 2002, 148(Pt1):87-102.
[4]Hentzer M, Wu H, Andersen JB, et al. Attenuation of Pseudomonas aeruginosa virulence by quorum sensing inhibitors[J]. The EMBO Journal, 2003, 22(15):3803-3815.
[5]郝彬. 鰻弧菌Ⅵ型分泌系統(tǒng)(T6SS)的功能及調(diào)控研究[D].北京:中國(guó)科學(xué)院研究生院, 2012.
[6]汪映. 副溶血弧菌群體感應(yīng)與調(diào)控的初步研究[D]. 青島:中國(guó)海洋大學(xué), 2014.
[7]潘玉榮, 張彩麗, 朱素芹, 孫秀嬌, 曾名湧. 一株凡納濱對(duì)蝦源鰻弧菌群體感應(yīng)信號(hào)分子的檢測(cè)[J]. 生物技術(shù)通報(bào), 2016(3):142-147.
[8] Mok KC, Wingreen NS, Bassler BL. Vibrio harveyi quorum sensing:a coincidence detector for two autoinducers controls gene expression[J]. The EMBO Journal, 2003, 22(4):870-881.
[9]Bassler BL, Greenberg EP, Stevens AM. Cross-species induction of luminescence in the quorum-sensing bacterium Vibrio harveyi[J]. J Bacteriol, 1997, 179(12):4043-4045.
[10]張利平, 王爽, 周向葛, 徐屹. 群體感應(yīng)抑制劑溴化呋喃酮對(duì)牙齦卟啉單胞菌生物膜形成影響的研究[J]. 華西口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2011, 05:469-472.
[11]Kastbjerg VG, Nielsen K, Dalsgaard I, et al. Profiling acylated homoserine lactones in Yersinia ruckeri and influence of exogenous acyl homoserine lactones and known quorum-sensing inhibitors on protease production[J]. Journal of Applied Microbiology, 2007, 102(2):363-374.
[12]Gutierrezbarranquero JA, Reen F, Mccarthy R, et al. Deciphering the role of coumarin as a novel quorum sensing inhibitorsuppressing virulence phenotypes in bacterial pathogens[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2015, 99(6):2923-2923.
[13]Defoirdt T, Crab R, Wood TK, et al. Quorum sensing-disrupting brominated furanones protect the gnotobiotic brine shrimp artemia franciscana from pathogenic Vibrio harveyi, Vibrio campbellii, and Vibrio parahaemolyticus Isolates[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2006, 72(9):6419-6423
[14]Manefield M, Rasmussen TB, Henzter M, et al. Halogenated furanones inhibit quorum sensing through accelerated LuxR turnover[J]. Microbiology, 2002, 148(4):1119-1127
[15] Zhu S, Wu H, Zeng M, et al. Regulation of spoilage-related Activities of Shewanella putrefaciens and Shewanella baltica by an Autoinducer-2 Analogue, (Z)-5-(Bromomethylene)furan-2(5H)-One[J]. Journal of Food Processing and Preservation, 2015, 39(6):719-728.
[16]Frans I, Michiels CW, Bossier P, et al. Vibrio anguillarum as a fish pathogen:virulence factors, diagnosis and prevention[J]. Journal of Fish Diseases, 2011, 34(9):643-661.
[17]Naka H, Dias GM, Thompson CC, et al. Complete genome sequence of the marine fish pathogen Vibrio anguillarum harboring the pJM1 virulence plasmid and genomic comparison with other virulent strains of V. anguillarum and V. ordalii[J]. Infection and Immunity, 2011, 79(7):2889-2900.
[18]Vestby LK, Lonnstensrud J, Moretro T, et al. A synthetic furanone potentiates the effect of disinfectants on Salmonella in biofilm. [J]. Journal of Applied Microbiology, 2010, 108(3):771-778.
(責(zé)任編輯 狄艷紅)
Inhibition of Brominated Furanone to Quorum Sensing Regulating Behaviors of Vibrio anguillarum
PAN Yu-rong ZHANG Cai-li ZHU Su-qin ZENG Ming-yong
(College of Food Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003)
The present study aims to investigate the inhibition effect of a quorum sensing(QS)inhibitor,brominated furanone(BMF),on the QS-related genes and pathogenic factor of Vibrio anguillarum. The effects of BMF on the expressions of QS-related genes(vanI/R and luxS)were determined by RT-PCR at sub-minimal inhibitory concentration(MIC). The role of BMF in the formation of biofilm and flagellum was observed by flagellum staining,and the role of BMF in the extracellular enzyme were detected by plate diffusion method. The results indicated that BMF with sub-MIC significantly suppressed the expression of vanI/R and luxS,reduced the capacity of V. anguillarum secreting protease and gelatinase,and inhibited the growth of flagellum and formation of biofilm,i.e.,the alleviated its moving ability.
brominated furanone;Vibrio anguillarum;quorum sensing;flagellum;extracellular enzyme;biofilm
10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.030
2016-10-17
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31071613)
潘玉榮,女,碩士研究生,研究方向:QS抑制劑;E-mail:944193302@qq.com
曾名湧,教授、博士生導(dǎo)師,研究方向:水產(chǎn)品高值化利用;E-mail:mingyz@ouc.edu.cn