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副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)不仅是引起世界范围内水产养殖安全问题的主要病原菌之一,也是最常见的食源性病原菌。人体若食用被副溶血弧菌感染的水产品,会引发急性肠胃炎,严重者会发生败血症,导致多系统器官衰竭和死亡。化学添加剂和传统的抗生素作为其主要防治手段存在着诸多的问题,如对人体造成过敏和遗传毒性,同时抗生素的耐药性已经是世界上公认的公共健康问题。植物源提取物由于其天然绿色、安全无残留、广泛的生物活性等特点被广泛应用于农业杀虫剂、食品香精、防腐保鲜和疾病治疗等多个领域。但植物源提取物在水产品病原微生物防治中的作用机理不明,制约了其在水产品安全防控中的应用和发展。本论文以副溶血弧菌为受试菌,比较了不同植物源提取物的抑菌效果,筛选出最佳的植物源抑菌剂,并进一步研究其抑菌机理和减毒作用,最后进行抗生素联合使用,以期增强抗生素的抑菌活性和减少抗生素用量,为植物提取物作为一种新型抑菌剂的开发和应用奠定理论基础。主要研究内容及结果如下:(1)不同植物提取物对副溶血弧菌的抑菌活性研究。选择香草醛、麝香草酚、阿魏酸、丁香酸、丁香酚、香荆芥酚等不同的植物源提取物,以副溶血弧菌、溶藻弧菌(V.alginolyticus)和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)等3种重要水产品病原菌为受试对象,通过研究不同植物源提取物对病原微生物生长的影响,确定最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC),筛选出抑菌活性最好的抑菌剂,并进一步确定其对3种病原微生物的最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC)。结果表明,麝香草对3种病原菌的MIC分别是0.125、0.125和0.0625 mg/mL,MBC均为0.125 mg/mL。MIC和2 MIC的麝香草酚、香荆芥酚和丁香酚均抑制了 3种病原菌的生长。而在1/2 MIC和1/4 MIC两个亚抑菌浓度下,麝香草酚对3种病原菌生长的抑制作用最强。(2)麝香草酚对副溶血弧菌的抑菌作用机制研究。不同浓度麝香草酚处理后,副溶血弧菌的胞外电导率、葡萄糖、碱性磷酸酶、总蛋白和核酸含量均随浓度增大而显著升高,胞内ATP含量则显著降低。通过扫描电镜观察发现,随着麝香草酚浓度增大,副溶血弧菌细胞形态塌陷,出现孔洞,受损细胞数量和损伤程度增加。麝香草酚可通过损坏细胞壁膜,影响细胞壁膜通透性和完整性,使得内容物外泄和能量代谢减缓,从而抑制副溶血弧菌生长。(3)亚抑菌浓度下麝香草酚对副溶血弧菌毒力的影响。通过对亚抑菌浓度麝香草酚处理后副溶血弧菌毒力相关表型及调控基因表达水平变化的研究,发现麝香草酚对副溶血弧菌的运动能力、生物膜形成和胞外蛋白酶的产生能力均具有抑制作用。同时,随着麝香草酚浓度增大,调控各表型的基因的转录水平显著降低(p<0.05)。可见,低浓度下麝香草酚对副溶血弧菌具有良好的减毒作用。(4)通过气相色谱-质谱联用的方法对1/2 MIC浓度下麝香草酚处理不同时间后的副溶血弧菌进行非靶向代谢组学分析。结果显示,在1/2 MIC麝香草酚处理不同时间后样品主成分分离趋势良好,处理6 h后较对照组差异变化显著。通过非参数检验筛选出1 13个差异代谢物,其主要涉及脂质代谢、氨基酸代谢、糖代谢和核酸代谢等途径。此外,1/2 MIC麝香草酚处理不同时间后引起副溶血弧菌饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量的变化,并抑制糖酵解和三羧酸循环途径,导致ATP合成受阻。(5)通过RNA-Seq研究了亚抑菌浓度下麝香草酚对副溶血弧菌的基因转录的影响。结果显示,与对照组相比,经1/2 MIC麝香草酚处理后,基因的差异表达量发生显著变化,以表达倍数(FC大于2或小于0.5)为标准,筛选到上调基因221个,下调基因782个。采用Goatools软件对所有差异表达基因进行GO注释和富集分析,酰胺生物合成、核糖磷酸生物合成、蛋白代谢和核糖体等功能发生了显著变化。通过KEGG富集分析显示,差异基因主要富集在核糖体、丙酮酸代谢、三羧酸循环和氧化磷酸化等途径,且编码各通路的酶和蛋白的基因转录水平均显著下调(p<0.05)。此外,对差异基因进行分析发现,麝香草酚显著抑制副溶血弧菌核糖体合成、翻译起始和延长因子、RNA聚合酶合成、细胞分裂和能量代谢等细胞过程,抑制菌体生长;同时还可抑制副溶血弧菌的鞭毛、生物被膜等毒力基因和群体感应系统等毒力调控因子的表达,从而影响副溶血弧菌致病性。(6)麝香草酚与抗生素联合抗菌作用研究。研究了四类抗生素与香草醛和麝香草酚单独使用时抑制副溶血弧菌的MIC值,同时研究了抗生素与其联合作用的协同抗菌活性。结果表明,麝香草酚对副溶血弧菌的MIC值为125 μg/mL,硫酸链霉素、诺氟沙星、氟苯尼考和盐酸四环素对副溶血弧菌的MIC值分别为32、2、1、4 μg/mL。硫酸链霉素、诺氟沙星、氟苯尼考、盐酸四环素分别与植物源提取物联合使用时,抗生素的MIC值降低了 2-16倍不等。根据联合作用的抑菌分级浓度指数,麝香草酚和氟苯尼考联合作用时对副溶血弧菌具有协同抑菌效应。