单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,简称Lm)是一种重要的食源性致病菌,由Lm引起的疾病称为李斯特菌病。CodY是一种广泛存在于低G+C含量的革兰氏阳性菌中的全局转录调控因子,能够调控碳代谢、氮代谢、氨基酸生物合成、胞外物质的运输和降解、鞭毛、毒力以及早期芽孢形成等多种代谢途径和细胞生理过程。本文探讨了 CodY对Lm生理特征、鞭毛运动、毒力和生物被膜的形成以及对碳代谢关键基因(gdhA)和氮代谢关键基因(glnA、glnR)调控方面的作用。1)本文构建了 EGDeAcodY缺失突变株和EGDe△codY+pERL3-codY回复突变株。2)比较野生菌株和CodY缺失以及回复菌株在细菌形态、生长和对抗生素耐受性方面的影响。结果显示:CodY缺失对细菌形态、在脑心浸液(Brain Heart Infusion Broth,简称BHI)和胰蛋白胨大豆(Typtic Soy Broth,简称TSB)培养基中的生长以及对抗生素(氨苄青霉素、盘尼西林和氯霉素)的耐受性并无显著影响,但在基础培养基(Minimal Essential Medium,简称MEM)中的生长速度却显著升高并对硫酸庆大霉素的耐受性降低。3)利用鞭毛穿刺和平板泳动法观测了野生菌株和CodY缺失以及回复菌株鞭毛形成和运动能力的差异,RT-qPCR检测了与鞭毛形成和运动相关基因(motB、motA、fliE、flhA和fliP)的转录表达。结果显示:与野生菌株相比,CodY缺失后,细菌在软琼脂穿刺培养时能形成与野生菌株一样的倒伞状形态,鞭毛染色后镜检也没有显著差异。同时,与鞭毛结构形成相关基因fliE的转录表达显著降低(P≤0.01)、flhA无显著变化,flip显著升高(P≤0.01)。暗示,CodY缺失对鞭毛结构形成的影响较为复杂,但总体影响有限。CodY缺失后,平板泳动所形成圆圈的直径显著变小(P≤0.01),与鞭毛运动相关基因(motA、motB)的转录表达显著降低(P≤0.01)。暗示,CodY缺失导致细菌鞭毛运动能力降低。4)比较野生菌株和CodY缺失以及回复菌株中主要的毒力因子LLO和毒力基因调控蛋白PrfA的转录表达、对细菌溶血活性和棉铃虫幼虫的半致死剂量的影响。结果显示:与野生菌株相比,CodY缺失后,主要的毒力因子LLO和PrfA的转录表达显著降低(P≤0.01),溶血活性显著降低(P≤0.01),对棉铃虫幼虫的半致死剂量上升了 5.8倍。暗示,CodY缺失导致细菌毒力的降低。5)利用微孔板法,检测了在BHI和TSB培养基中,CodY缺失对Lm生物被膜形成能力的影响。结果显示:与野生菌株相比,在BHI中,CodY缺失并不影响生物被膜的形成;但在TSB中,生物被膜的形成能力显著增强(P≤0.01)。表明:在营养相对较弱的环境中,CodY缺失能增强细菌生物被膜的形成能力。6)利用RT-qPCR检测碳代谢关键基因(gdhA)和氮代谢关键基因(glnA、glnR)的转录表达。结果显示:在营养丰富的BHI培养基中,与野生菌株相比,CodY缺失后,glnA在对数前期和稳定前期的转录表达显著降低(P≤0.05),在对数中期显著升高(P≤0.01);glnR在对数前期和对数中期的转录表达显著升高(P≤0.05),在稳定前期显著降低(P≤0.01);gdhA在对数前期和稳定前期的转录表达显著升高(P≤0.01),在对数中期无显著差异。在营养贫瘠的MEM培养基中,CodY缺失后,glnA在对数中期和稳定前期的转录表达显著降低(P≤0.05);glnR在对数前期显著升高(P≤0.05),在对数中期和稳定前期显著降低(P≤0.05);gdhA在对数前期的转录表达显著降低(P≤0.01),其他时期并无显著变化。以上结果表明:在Lm中,CodY对碳氮代谢相关基因的调控具有一定的时期性,依赖于营养条件的不同,其调控机制也存在很大的差异。综上所述:CodY对Lm鞭毛运动、毒力、生物被膜形成和碳氮代谢的调控方面具有很重要的作用。