外源糖原调控猪链球菌基因表达的转录组分析

谭美芳; 李海琴; 曾艳兵; 张帆帆; 杨群; 谭佳; 方绍培; 吴诚诚; 饶煜玲; 周锐; 《微生物学通报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：[背景]碳水化合物的利用与猪链球菌在宿主体内的定殖和致病性密切相关.感染期间,宿主细胞释放的糖原可能是猪链球菌重要的碳源.[目的]从转录组学角度解析猪链球菌全基因转录水平对外源糖原诱导的响应,特别是毒力基因.[方法]将猪链球菌2型强毒株分别用糖原和葡萄糖进行液体培养,通过高通量转录组测序,比较分析糖原对猪链球菌代谢通路和毒力基因差异表达的影响,并通过体外试验和攻毒试验进行验证.[结果]猪链球菌在糖原培养基中生长良好.转录组数据显示,糖原培养条件下的猪链球菌共有908个基因差异表达,基因组占比46.07%,其中501个基因上调表达,407个基因下调表达.富集分析结果表明,糖原影响了猪链球菌广泛的基础代谢过程,但糖酵解途径保持稳定.30个毒力基因的表达水平发生变化,重要的毒力因子SLY、ApuA.ArcABC等的基因转录水平大幅度升高(倍数>20).糖原培养后的猪链球菌的溶血活性、黏附和侵入能力显著上升,对受试动物的毒力增强,证实猪链球菌能够响应糖原诱导,糖原能调控猪链球菌的致病性.[结论]外源糖原的利用显著影响了猪链球菌的基因表达谱,这种对碳源的响应是细菌对不断变化的生存环境的适应性,也反映了细菌对碳水化合物的利用与其致病性之间的紧密联系.

关键词： 猪链球菌 碳水化合物 糖原 转录组 毒力基因