外来肠道致病微生物在叶际上的空间分布和生存机理研究

With the increasing popularity of fast food and the industrialized food processing, food and environmental health issues have become increasingly prominent. Frequent cases of food poisoning caused by pathogenic microorganisms in recent years make it much attention in food and environmental health issues. However, to data, the colonization process and survival strategy of pathogenic bacteria interacting with indigenous bacteria on vegetables and fruits to cause plant diseases and intestinal disease remain poorly unserstood. Even after nearly a decade of research,our knowledge is only limited on thatindigenous bacteria provides a habitat for immigrant bacteria to evade harsh conditions in phyllosphere, such as strong ultraviolet radiation and desiccation.How survival strategy of immigrant bacteria including pathogenic bacteria on phyllosphere, an important scientific issue,has never a clear answer. The subject of this project is to reveal how conditional pathogenic bacteria can survive in phyllosphere based on the technique of individual-based microbial ecology. This kind of scientific answer is important to both the people health who consume fresh fruits and vegetables as well as agricultural production.Meanwhile,this is also important to enhance the understanding of ecological theory in phyllosphere.

随着快餐和工业化食品加工日益普及,食品与环境健康问题日益突出。尤其是近年来因致病微生物引起的食物中毒事件频发,也成为食品与环境健康需要关注的问题。外来微生物如何在植物上定植和生存从而引起植物疾病和因生食引起的肠道疾病始终是一个没有彻底解决的问题。虽然经过近十年的研究，外来细菌在强紫外线和干燥等恶劣的叶际环境下及和土著微生物的竞争中如何生存有了一点初步的认识，但是其生存策略及和叶际土著微生物的协同方式这样一个重要的科学问题始终没有一个明确的答案。本课题结合我们课题组的前期工作，利用微生物群体生态学和微生物个体生态技术（individual-based microbial ecology）来回答肠道致病菌在叶际上的生态位和其生存策略。这一课题的完成将提升对外来种群在植物上定植的认识，同时为食品安全和环境健康提供一些基础理论认识。

近年来因致病微生物引起的食物中毒事件频发,已成为食品与环境健康需要关注的问题。外来微生物如何在植物上定植和生存从而引起植物疾病和因生食引起的肠道疾病始终是一个没有彻底解决的问题。本课题试图回答肠道致病菌在叶际上的生态位和其生存策略。经过深入的研究得到一定的研究数据和结果，并在植物致病菌-植物模式上有了一定的认识。以植物病原菌丁香假单胞菌烟草致病变种（Pseudomonas syringae pv. tabaci 11528，Pta11528）与烟草（Nicotiana tabacum L.）为模式研究对象，研究 病原菌与植物互作中的定植、调控等作用。.群感系统是病原菌 Pta11528 基因表达的重要调节子，调控基因组中的 18.5%蛋白编码基因表达，其中负调控病原菌 Pta11528的毒性及移动性。3OC6-HSL是病原菌 Pta11528的主要 QS 信号分子，在调控中起到关键的作用。此外，在病原菌 Pta11528与宿主烟草相互作中，AHL介导的群感系统调控早期的病原菌 Pta11528 定殖和后期的烟草感染等不同阶段。.在病原菌Pta11528与烟草互作的早期，转基因植物产AHL不影响Pta11528 在烟草叶片上的定殖方式和定殖位点，但抑制其生长。转基因烟草产生的群体感应信号分子AHL与病原菌Pta11528产的AHL种类相同，转基因烟草产AHL 干扰病原菌Pta11528 的基因表达模式，提高其鞭毛合成相关基因的表达量。接种病原菌后烟草防卫基因才被诱导表达，且接种后转基因烟草产 AHL 可激活广泛的植物防卫反应。.通过以上植物病原菌-植物模式的研究，我们发现：AHL 介导的群感效应系统负调控病原菌 Pta11528与植物互作的致病性；此外，转基因植物产 AHL 不仅抑制病原菌在植物上的附生生长，还干扰了病原菌的早期基因表达，提高了鞭毛的合成，从而提前诱导了植物免疫力。这些研究结果进一步促进我们对在病原菌与植物互相作用过程中的调控认识，建立了研究病原菌-植物互作研究的平台技术手段，为工作中顺利的开展肠道病原菌-植物互作的研究打下基础。