珊瑚来源群体淬灭活性产生菌的筛选与抑菌活性 - 运动精品杂志社投稿

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珊瑚来源群体淬灭活性产生菌的筛选与抑菌活性

作者:

关键词:

摘要：

黄沁愉(1999-)，女，在读本科生，主要从事海洋生物资源开发与利用研究。

苏宏飞(1984-)，男，讲师，主要从事海洋生物资源的开发与利用研究，E-。

黄沁愉，蒋学建，苏宏飞,等.珊瑚来源群体淬灭活性产生菌的筛选与抑菌活性研究[J].广西科学，2020，27(5)：509-519.

HUANG Q Y,JIANG X J,SU H F,et of Quorum Quenching Bacterial Strains from Coral and Analysis of Its Bacteriostatic Activity[J].Guangxi Sciences,2020,27(5):509-519.

0 引言

群体感应(Quorum Sensing,QS)是细菌根据自身细胞密度变化进行自我协调的一种群体行为[1]。QS调控机制与病原微生物的毒力和致病性密切相关。受QS调控的细菌，通过产生不同的信号分子如AHL、AI-2、CAI-1等，控制其不同的性状表达，如抗生素的合成、毒素的产生、生物膜成熟及生物发光等[2-5]。

近年来，珊瑚白化现象日益严重。导致珊瑚白化的主诱因有很多种，其中由各类致病菌引起的珊瑚疾病已成为世界三大珊瑚礁区白化的重要因素[6]。频繁发生的珊瑚疾病造成主要造礁物种突发性大范围死亡，严重减少礁区的生物多样性，对珊瑚礁生态系统产生不可控的甚至是难以逆转的生态破坏[7]。Weir-Brush等[8]发现溶藻弧菌(Vibrioalginolyticus)浓度与海水表温相关性良好，是引发珊瑚死亡，尤其是引起变形角珊瑚疾病的主要病原体。溶珊瑚弧菌()作为较新发现的珊瑚疾病病原体，也是近年来多种珊瑚的隐形杀手[9]。Bhedi等[10]研究表明，高温胁迫下黑带病菌大量繁殖并合成AHL，加速侵染健康珊瑚，导致珊瑚大范围白化。有研究发现，机会条件下部分珊瑚共附生细菌如溶藻弧菌、嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)、创伤弧菌()等，利用QS信号因子改变珊瑚共附生微生物种群组成，打破珊瑚内稳定的结构，导致宿主珊瑚白化[11]。Papenfort等[2]发现致病弧菌霍乱弧菌()和哈维氏弧菌()受QS系统调控，通过分泌信号因子AI-2、CAI-1与膜受体结合，激活体内群体感应基因的表达。Certner等[12]对健康鹿角珊瑚()添加外源AHL信号分子，发现也会促使其白化。这些研究证据表明，珊瑚细菌性白化与寄生珊瑚的病原细菌群体感应密切相关，意味着致病菌的群体淬灭完全有可能降低甚至解除珊瑚患病的威胁。

群体淬灭(Quorum Quenching，QQ)指通过抑制致病菌的QS效应，阻断胞间“信息交流”，达到抵御致病菌感染的目的[13]。群体淬灭产生菌可通过降解病原菌信号因子，阻断细菌的信号交流，从而在不产生耐药性的情况下有效抑制毒力基因的表达，是新型环境友好型的病菌防治策略[14]。目前已发现多例群体淬灭现象，Dong等[4]在苏云金芽孢杆菌中克隆获得的AiiA基因编码的AHL内酯酶，能高效抑制具有QS效应的植物致病菌软腐欧文氏菌(Erwiniacarotovora)；Koch等[15]在布鲁氏菌(Brucellamelitensis)中发现，酰基转移酶AibP在体外条件下能够降解自身产生的内生信号分子，并在巨噬细胞的侵染期间减少内生信号分子的积累；Chan等[16]从马来西亚雨林的生姜根围中分离出 3 株具有抑制群体感应效果的菌，其中两株通过自身产生的内酯水解酶产生广谱的AHL降解活性从而抑制群体感应，另一株则通过酰基转移酶改变 AHL 的结构实现群体感应的抑制。可见，干扰病原细菌间的QS效应有可能成为解决珊瑚白化的新方法。群体淬灭现象同样可以在珊瑚中实现，Meyer等[17]从珊瑚蓝细菌中分离得到一种抑制剂，该化合物能够结合珊瑚致病菌群体感应受体蛋白，产生群体淬灭，还能够使珊瑚共附生弧菌荧光淬灭。因此，挖掘具有群体淬灭活性的菌株，开展其对珊瑚共附生微生物中群体感应和群体淬灭介导的相互作用机制的研究，可为深入解析珊瑚共附生微生物抗病分子机制提供物质基础，也能为今后深入研究珊瑚礁生态系统的生物修复提供理论依据。

微生物界中常见的病原菌几乎都可以形成生物被膜，病原菌生物被膜的形成是造成宿主慢性感染的主要原因。溶珊瑚弧菌和溶藻弧菌为常见的珊瑚病原菌，广泛分布于海洋环境中，Cervino等[18]发现溶藻弧菌与其他弧菌协同作用可使健康的圆菊珊瑚(Montastreaspp.)感病，其中溶藻弧菌也常常被认为是鱼类、甲壳类和人类疾病的病原[19]；而Kimes等[20]揭露溶珊瑚弧菌的毒力因子表达受温度调控，可在水生动物组织的表面形成生物被膜。可形成生物被膜的细菌对抗生素和宿主免疫防御机制的抗性较普通病原菌强[21]，相比物理、化学方法，通过抑制病原菌的QS调控形成生物被膜的生物治疗方法解决珊瑚感病问题，具有环境友好、安全性高及可持续强等优势[22]。

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