rpoS基因在溶藻弧菌感染过程中的功能及其调控机制研究

Vibrio alginolyticus is one of the most important pathogens in mariculture, which has caused huge economic losses in China. Based on our previous research, we will construct deletion mutant of V. alginolyticus ND-01 △rpoS and its complemented strain rpoS+. Then, high-throughput sequencing will be performed to compare the expression of genes and sRNAs in the wild type, △rpoS and rpoS+, in order to predict the rpoS-oriented regulational network. QPCR will be used to verify the network. During the infection processes of wild type, △rpoS and rpoS+, spatial and temporal expression differences of genes and sRNAs predicted to be related to rpoS will be detected, in order to investigate the function of rpoS during infection and the molecular mechanisms involved. Our results would help to further understand the role of rpoS in regulating the virulence of bacteria and the mechanism underling V. alginolyticus infection, which may lead to discovery of method of preventing the disease.

溶藻弧菌是海水养殖中最常见的致病菌之一，给我国的海水养殖业带来巨大的危害。课题组在前期研究基础上，构建溶藻弧菌ND-01菌株rpoS基因的缺失突变菌株和回补菌株，用高通量测序技术全面比较rpoS基因的缺失突变菌株、回补菌株和野生菌株的基因和sRNA表达情况，利用生物信息学技术预测以rpoS基因为中心的调控网络，并用QPCR进行验证。再根据该调控网络研究rpoS缺失突变菌株、rpoS回补菌株和野生菌株感染后各相关基因和sRNA在宿主体内表达的时空规律，结合疾病的具体进程，进而阐明rpoS基因在溶藻弧菌感染过程中的功能及其调控机制。本申请项目的结果，对于深化对rpoS基因在细菌毒力中的作用的认识，对于深化对溶藻弧菌致病机理的认识，乃至对于溶藻弧菌病的防治等等都有重要的意义。

溶藻弧菌是海水养殖中最常见的致病菌之一，给我国的海水养殖业带来巨大的危害。课题组在前期研究基础上，针对rpoS基因序列设计能够引起特异沉默效果的shRNA序列并送到相关公司进行合成进而构建溶藻弧菌rpoS基因稳定沉默突变株，该突变株rpoS基因存量出现显著性下降，下降幅度达2.35倍，可以用于后续研究。研究结果表明：rpoS基因的沉默能小幅影响溶藻弧菌的生长速率，能够显著降低溶藻弧菌对大黄鱼体表粘液的粘附能力、运动能力、生物被膜形成能力、溶血活性等与毒力相关的表型，感染实验也证实了rpoS基因沉默能引起溶藻弧菌的致病性显著降低，说明rpoS基因是溶藻弧菌重要的毒力调控基因；温度、盐度、pH值、饥饿等都能显著影响溶藻弧菌rpoS基因的表达强度，说明环境因子可能通过影响rpoS基因的表达来调控溶藻弧菌的毒力。本课题组还通过基因沉默基因研究了与rpoS基因密切相关的rstA、rstB、secA、secD、secF、yajC、yidC等基因以及Vvrr1等非编码RNA的功能。这些研究成果对于深化对rpoS基因在细菌毒力中的作用的认识，对于深化对溶藻弧菌致病机理的认识，乃至对于溶藻弧菌病的防治等等都有重要的意义。本项目的研究成果共发表SCI收录研究论文9篇，其中影响因子3.0以上的5篇。在本项目的研究过程中培养了3名硕士生，一名教师晋升副教授职称。