本网讯 近日，生物制造学院、生命科学学院薛挺教授团队围绕乳源金黄色葡萄球菌的生物被膜形成、环境胁迫适应及环境持留开展系列研究，相关成果以3篇论文形式连续发表于国际乳品科学期刊《Journal of Dairy Science》。研究分别从替代σ因子、第二信使和群体感应系统等层面，解析金黄色葡萄球菌适应乳品生产加工环境的调控过程，为认识该菌在乳品生产链中的生存与持留特性提供实验依据。
金黄色葡萄球菌是原料乳中常见的污染菌和重要食源性致病菌，能够在食品接触表面形成生物被膜，并耐受酸、热、氧化、干燥和高盐等不利环境，增加乳品生产加工过程中的清除难度和污染风险。因此，阐明其生物被膜形成及环境适应的调控机制，对于深入认识金黄色葡萄球菌在乳品生产链中的存活规律、提升乳品微生物安全防控水平具有重要意义。
第一项研究题为“The alternative sigma factor SigH modulates biofilm formation and stress tolerance in a raw milk-derived Staphylococcus aureus”，系统分析了替代σ因子SigH对乳源金黄色葡萄球菌持留相关表型的调控作用。研究发现，sigH缺失不影响细菌在常规培养条件下的生长，但显著降低生物被膜形成能力；与此同时，突变菌株对高盐、酸和热胁迫的耐受性增强，对万古霉素和替考拉宁等糖肽类抗生素的敏感性降低，并伴随细胞壁增厚。转录组分析进一步表明，SigH影响生物被膜形成、应激适应及细胞壁稳态相关基因的表达。该研究拓展了对金黄色葡萄球菌SigH生物学功能的认识，提示其可能参与协调细菌的表面定殖、细胞包膜稳态与逆境存活。
第二项研究题为“The cAMP-ArcR signaling axis modulates biofilm formation in dairy-derived Staphylococcus aureus via transcriptional repression of ica operon”，解析了cAMP-ArcR信号轴调控乳源金黄色葡萄球菌生物被膜形成的分子机制。研究发现，ArcR缺失可显著促进乳源金黄色葡萄球菌的生物被膜形成。进一步研究表明，细胞内第二信使cAMP可增强ArcR对ica启动子区域的结合，抑制ica操纵子的转录，减少多糖细胞间黏附素的合成，从而负向调控生物被膜形成。研究还鉴定了ArcRsa在自身启动子及icaA启动子区域的特异性结合序列，建立了由cAMP信号、ArcR转录调控、ica操纵子表达和胞外多糖合成的调控路径，为理解乳源金黄色葡萄球菌生物被膜形成的信号调控机制提供依据。
第三项研究题为“Distinct contributions of the Agr and LuxS quorum-sensing systems to stress tolerance, biofilm formation, and persistence of Staphylococcus aureus in dairy-processing environments”，比较了Agr和LuxS/AI-2群体感应系统在金黄色葡萄球菌适应乳品加工环境中的不同作用。研究发现，agr缺失显著削弱细菌对氧化、酸、热和干燥胁迫的耐受性，并促进生物被膜形成；luxS缺失则主要影响热和干燥胁迫耐受。转录组分析表明，Agr对多类应激相关基因具有更广泛的调控作用，而LuxS的作用相对有限。该研究揭示了两套群体感应系统在环境适应中的功能差异。
博士后李超、博士生何浩洋分别为前两篇论文第一作者；生物制造学院、生命科学学院2023届博士毕业生汪晖和博士生马凯为第三篇论文共同第一作者。薛挺教授为上述论文通讯作者，青年教师李冰冰、商飞分别为相关论文共同通讯作者。安徽农业大学生物制造学院、生命科学学院为上述论文的通讯作者单位，中国科学技术大学、澳大利亚西南威尔士大学为论文合作单位。上述研究得到国家自然科学基金、食品营养与健康联合研究中心研究基金、中国博士后科学基金及中央高校基本科研业务费专项资金等项目资助。（文图：李超 初审：汪健 复审：薛挺 终审：夏利明）
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