肠道上皮屏障是抵御病原微生物和食源性危害因子入侵的第一道防线,其结构的破坏与多种代谢性疾病的发生发展紧密相关。植物乳杆菌是人体肠道内重要的益生菌群,已有大量研究证明其具有调节肠道上皮屏障的功能,且在调节能力上存在明显的菌株特异性。然而,对于植物乳杆菌与肠道屏障互作的研究主要集中在菌株本身,很少进一步涉及到具体的物质基础。另外对于其物质基础研究的对象主要集中在商业菌株,且大多数研究只针对单个菌株的物质组分进行解析。因此,本课题旨在从植物乳杆菌种群的层面出发,经过体外和体内的综合评价,挑选出对肠道上皮屏障调节作用具有显著差异的菌株,通过基因组比较、相关物质组分分离及功能验证,分析造成菌株功能特异性的物质基础并探究优良菌株间发挥肠道屏障保护作用的共同物质规律。首先,构建人结肠腺癌细胞（Caco-2）单层屏障模型,以跨上皮电阻值（TEER）为评价指标,比较了55株植物乳杆菌对肿瘤坏死因子诱导的Caco-2细胞单层完整性损伤的调节作用。结果表明,不同植物乳杆菌对肠道屏障受损引起的TEER下降的调节作用显著不同,其中恢复率最高为94.63%,最低为-81.13%。挑选调节效果最好的3株菌株QS6-1、QHLJZD20L2和VJLHD16L1（恢复率均高于70%）和最差的3株菌株VCQBB3-125-L8、QSCPS1L3和JS-NJ-PK-4-G-1（恢复率均低于-60%）,使用Real-time PCR和CCK-8试剂分别检测其对肠细胞间紧密连接蛋白及肠上皮细胞活力的调节作用,结果表明,在Caco-2细胞单层模型中能够显著上调TEER值的3株菌株均能显著提高细胞间紧密连接蛋白含量并增强肠上皮细胞活力;而下调TEER值的3株菌对上述指标均没有恢复作用。对上述差异菌株在葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠肠道屏障损伤模型中进行验证,饲喂7天后采样,分别对小鼠生理指标、血液中FITC-dextran浓度以及结肠组织进行Real-time PCR分析,结果表明在细胞模型中对肠道屏障具有正调节作用的植物乳杆菌也能够有效减少小鼠体重下降和结肠长度缩短、降低肠道通透性以及增加结肠组织中紧密连接蛋白的含量,而在细胞模型中具有负调节作用的菌株在体内对上述指标则没有恢复作用。以上体外和体内模型的结果均表明,植物乳杆菌对肠道屏障的调节作用存在菌株差异。其次,对6株具有不同肠道屏障调节作用的植物乳杆菌进行比较基因组分析,以期从菌株的遗传背景层面解析造成菌株功能特异性的原因并揭示优良菌株之间的共性。通过COG数据库以及CAZy数据库注释6株菌株的基因组信息,结果表明这些菌株在COG的分类和对应基因数量上以及碳水化合物活性酶基因家族的分布上均未观察到普遍规律。之后基于所有菌株的同源基因构建系统发育树,结果发现具有不同调节作用的菌株分别汇聚到了一簇。之后对菌株的特异性基因进行分析,结果表明与不具备调节肠道屏障能力的菌株相比,3株具有正调节作用的植物乳杆菌均具备编码PTS果糖转运蛋白亚基IIC的特异性基因,而该基因与菌株荚膜多糖的合成相关。最后,经过活菌和死菌的对比实验,确定了菌体表面物质组分在调节肠道屏障方面起主要作用。之后,分离得到相关物质组分（表面蛋白和荚膜多糖）并分别进行功能验证,结果表明只有对肠屏障具有正调节作用的菌株的荚膜多糖能够显著上调紧密连接蛋白含量并提高肠上皮细胞活力,这与基因组分析结果一致。因此确定造成菌株差异性的主要物质基础是荚膜多糖。之后对差异菌株的荚膜多糖的分子量、单糖组成及官能团结构进行分析,结果表明这些菌株在荚膜多糖的结构上没有明显差别。进一步对6株菌株的荚膜多糖进行含量测定,结果表明这些具有不同调节作用的菌株在荚膜多糖的含量上存在显著差别。其中具有负调节作用的菌株其荚膜多糖含量普遍较低,之后将所有菌株的荚膜多糖统一到同一浓度1.49 mg/m L后再次进行功能验证,发现此时所有菌株的荚膜多糖均表现出对肠细胞间紧密连接蛋白和肠上皮细胞活力的正调节作用。因此确定,植物乳杆菌产生荚膜多糖含量的高低是影响菌株肠道屏障调节能力的关键因素。综上所述,本研究表明了植物乳杆菌在调节肠道上皮屏障功能上具有株间差异且造成菌株功能特异性的主要物质基础是荚膜多糖,并且发现具备正调节能力的菌株之间存在共同特征,即能够产生高浓度的荚膜多糖。本研究从植物乳杆菌种群的层面研究了植物乳杆菌与宿主肠道互作的规律,分析了优良菌株在调节肠道屏障功能上的共同规律,这为今后快速筛选具有肠道屏障保护能力的植物乳杆菌提供了新的筛选靶点。