乙基麦芽酚对杀鲑气单胞菌群体感应及腐败活性的抑制作用

本研究利用群体感应报告菌株紫色杆菌（Chromobacterium violaceum）026鉴定乙基麦芽酚的抗群体感应活性,通过气相色谱-质谱定量检测分析乙基麦芽酚对杀鲑气单胞菌（Aeromonas salmonida）分泌信号分子的影响。添加外源信号分子,以生物被膜形成量、胞外蛋白酶活力、细菌运动性（群集和泳动迁移直径）为指标,分析乙基麦芽酚对杀鲑气单胞菌群体感应及腐败活性的抑制作用。结果表明：乙基麦芽酚对紫色杆菌026以及杀鲑气单胞菌的最小抑菌浓度为0.1 mg/mL,在亚抑菌浓度下,乙基麦芽酚可降低紫色杆菌026产紫色杆菌素的能力;气相色谱-质谱定量检测结果显示,乙基麦芽酚对杀鲑气单胞菌所产群体感应信号分子C12-高丝氨酸内酯的分泌具有明显的抑制作用;且0.08 mg/mL乙基麦芽酚对杀鲑气单胞菌生物被膜形成、胞外蛋白酶活力和细菌运动性（群集和泳动）的抑制率分别为71.2%、69.1%、80.4%和82.1%,且抑制作用具有浓度依赖性。由此可见,乙基麦芽酚对杀鲑气单胞菌具有较强的群体感应抑制效果,有望作为群体感应抑制剂用于水产品保鲜。     

基于群体感应研究苦丁茶多酚对荧光假单胞菌腐败特性的抑制作用

为探究苦丁茶多酚对分离自卵形鲳鲹的腐败菌荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）的抑制作用,本文以报告菌株紫色杆菌(Chromobacterium violaceum) CV026 为检测模型,测定了苦丁茶多酚对细菌的群体感应抑制活性,以胞外酶活性、生物被膜形成量及形态、群集与泳动性为指标,测定了苦丁茶多酚对荧光假单胞菌腐败特性的抑制作用。结果表明:苦丁茶多酚对CV026、荧光假单胞菌的最小抑菌浓度分别为2.1、3.0 mg/mL;在亚抑菌浓度下,苦丁茶多酚可以显著降低紫色杆菌CV026 紫色菌素的产生量（P<0.05）;当浓度为2.0 mg/mL 时,对紫色菌素的抑制率达68.89%,且不影响CV026 菌株的生长;苦丁茶多酚能有效抑制荧光假单胞菌胞外酶活性、生物被膜形成、群集与泳动能力等相关腐败特性,其抑制作用呈剂量依赖性,苦丁茶多酚浓度为2.0 mg/mL时,对蛋白酶、脂肪酶活性、生物被膜形成、群集和泳动能力的抑制率分别达到80.68%、53.50%、44.90%、79.56%和90.12%;苦丁茶多酚具有较好的群体感应抑制活性,可以为新型天然群体感应抑制剂研发提供参考。     

绿薄荷精油对温和气单胞菌群体感应现象及其腐败特性的抑制作用

本研究以紫色杆菌Chromobacterium violaceum 026（CV026）为检测指标,结合气相色谱-质谱定量检测信 号分子,研究绿薄荷精油对温和气单胞菌群体感应现象及其腐败特性的影响。结果表明：在亚抑菌剂量下,绿 薄荷精油具有降低紫色杆菌CV026产紫色菌素的能力,其剂量为2 μL/mL时,对紫色菌素的抑制率达56.17%; 绿薄荷精油对温和气单胞菌N-酰基高丝氨酸内酯的分泌及某些腐败特性的表达,如生物被膜的形成、胞外蛋白 酶活力和细菌迁移（群集和泳动）,均有抑制作用;随着绿薄荷精油剂量的升高,抑制效果更趋明显,并且呈 现剂量依赖性。可见,绿薄荷精油具有良好的群体感应抑制活性,可作为新型的群体感应抑制剂用于延长水产 品货架期。     

富马酸钠对荧光假单胞菌群体感应现象及其腐败活性的抑制作用

以报告菌株紫色杆菌CV026为检测模型,探究富马酸钠对荧光假单胞菌群体感应现象及其腐败特性的影响。采用酶标法及光学显微镜观察富马酸钠对荧光假单胞菌生物被膜的抑制效果,利用气相色谱-质谱分析富马酸钠对荧光假单胞菌分泌信号分子的影响。结果表明：在亚抑菌浓度下,富马酸钠可以显著降低紫色杆菌CV026紫色菌素的产生量（P＜0.05）;当质量浓度为2.0 mg/mL时,富马酸钠对紫色菌素的抑制率达50.95%,且不影响CV026菌株的生长。富马酸钠能有效抑制荧光假单胞菌生物被膜形成、群集与泳动、胞外蛋白酶活性等相关腐败特性,且质量浓度与其抑制作用呈正相关。另外,由气相色谱-质谱检测结果可知,富马酸钠对荧光假单胞菌N-酰基高丝氨酸内酯信号分子的分泌有较好的抑制效果。因此,富马酸钠具有较好的群体感应抑制活性,可作为新型群体感应抑制剂用于水产品贮藏保鲜。     

丹皮酚对格氏沙雷菌群体感应现象及生物被膜形成的影响

采用生物传感器紫色杆菌CV026检测丹皮酚的群体感应现象抑制能力,探讨丹皮酚对格氏沙雷菌群体感应现象及生物被膜形成能力的影响。结果表明:在亚抑菌浓度下,丹皮酚对紫色杆菌CV026产紫色菌素有抑制作用,500μg/mL丹皮酚处理紫色杆菌后紫色菌素产量下降57.95%。光学显微镜分析丹皮酚对格氏沙雷菌生物被膜形成有抑制作用,扫描电镜验证丹皮酚不仅抑制生物被膜形成,而且可使生物被膜断裂。丹皮酚还抑制格氏沙雷菌毒力因子的表达,如蛋白酶和胞外多糖产量,随着丹皮酚质量浓度的增加,抑制作用呈现质量浓度依赖性。由此可见,丹皮酚有较强的群体感应抑制效果。     

基于群体感应研究丹皮提取物对嗜水气单胞菌致腐性的抑制作用

首先利用报告菌株紫色杆菌CV026检测模型,确定丹皮提取物具有群体感应抑制活性,然后以从腐败大菱鲆中分离得到的嗜水气单胞菌(Ah-11)为测试对象,以信号分子产生、生物被膜形成、嗜铁素产生、蛋白水解活性以及细菌迁移(群集和泳动)为评价指标,研究丹皮提取物对Ah-11群体感应的抑制作用,并添加外源AHLs分析Ah-11致腐性与其QS系统之间的联系。结果表明,AHLs能够调控Ah-11致腐因子的产生;能够减少Ah-11信号分子的产生,而不影响嗜水气单胞菌的生长速度;能够显著减少其生物被膜的形成量(P0.05),破坏生物被膜的结构,降低其蛋白水解活性(P0.05),抑制其迁移能力(群集和泳动),且抑制作用具有质量浓度依赖性。当丹皮提取物质量浓度为1 mg/m L时,对生物被膜、蛋白水解活性、群集现象和泳动的抑制率分别达到65.47%,43.46%,26.94%和51.68%;嗜铁素试验表明丹皮提取物可能含有能够螯合铁的化合物。     

与己醛具有群体感应协同抑制效应的精油成分组合筛选研究

为了减少精油作为抗菌剂的实际使用量,研究了对胡萝卜软腐欧氏杆菌(蔬菜腐败菌)的群体感应具有协同抑制作用的精油成分组合。基于胡萝卜软腐欧氏杆菌的最小抑菌浓度和分级抑菌浓度,从9种精油成分中筛选出与己醛具有协同抑菌作用的4个精油成分组合,利用紫色杆菌CV026和胡萝卜软腐欧氏杆菌筛选其中对二者群体感应具有协同抑制效应的精油成分组合,进一步利用能够判别两种物质是否具有协同作用的金氏公式验证,发现己醛只有与香叶醇组合才具有较好的群体感应协同抑制效果,而且有效浓度仅为己醛和香叶醇单体最小抑菌浓度的1/8和1/16。该组合对紫色杆菌CV026和胡萝卜软腐欧氏杆菌的群体感应相关指标均具有较好的抑制效果,其中群体感应指标中的产紫色菌素、游泳运动、群集运动、产胞外多糖和生物被膜形成的抑制率分别为52.91%、58.19%、51.49%、65.03%和69.84%。通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜进一步观察到己醛联合香叶醇对胡萝卜软腐欧氏杆菌生物被膜的形成具有明显的破坏作用。研究结果表明,具有协同抑制腐败菌群体感应作用的己醛与香叶醇组合,可以在降低精油成分实际使用量的同时,有效抑制腐败菌的腐败特性。     

外源核苷酸对干酪乳杆菌生长的促进作用及机制

探究2 种外源核苷酸，即5’-单磷酸胞苷（cytidine 5’-monophosphate，5’-CMP）和5’-单磷酸腺苷（adenosine 5’-monophosphate，5’-AMP）对干酪乳杆菌生长的促进作用，探究其对细菌生物被膜、胞外聚合物、粗提物群体感应抑制活性和抗食源致病菌生物被膜活性的影响。结果发现，2 种外源核苷酸对细菌的生长繁殖均有明显促进作用，刺激了细菌生物被膜和胞外聚合物的产生。此外还促进了干酪乳杆菌粗提物群体感应抑制活性和对志贺菌生物被膜的抑制作用。5’-CMP和5’-AMP可以作为细菌生长刺激物使用，在维护肠道健康方面具有广阔应用前景。     

固定化青霉素酰化酶对荧光假单胞菌群体感应的抑制作用

水产品腐败菌的群体感应现象是加速水产品腐败的原因之一。近年来,由于化学保鲜剂的使用导致许多腐败菌产生抗性,并且其安全性也令消费者担忧,因此研究安全、高效的生物保鲜剂是水产保鲜中的重要课题。本研究用固定化青霉素酰化酶来抑制水产品优势腐败菌——荧光假单胞菌的群体感应现象。利用CV026验证固定化青霉素酰化酶对荧光假单胞菌AHLs的淬灭作用;利用光学显微镜和扫描电镜研究酶对生物被膜的影响;利用牛奶琼脂平板验证胞外蛋白酶的活性;通过分子对接预测酶与不同AHLs的相互作用。结果表明,固定化青霉素酰化酶能够降低荧光假单胞菌AHLs的含量,从而减少紫色杆菌CV026紫色菌素的生成,减缓荧光假单胞菌生物被膜和胞外聚合物的形成。同时也干预了胞外蛋白酶的产生,当酶质量浓度为15 mg/mL时无法观察到明显的蛋白抑制圈。分子对接结果显示,该酶与短链和长链的信号分子都能成功对接,然而,更偏向于长链AHLs。3D对接结果显示,C14-HSL被活性中心周围的氨基酸残基全部包裹,相互以氢键连接,氢键的数量较多,结合作用更强。由此说明固定化青霉素酰化酶具有良好的群体感应淬灭活性,可作为新型保鲜剂应用于水产品保鲜。     

绿原酸对荧光假单胞菌群体感应现象及其腐败特性的抑制作用

首先以群体感应报告菌株紫色杆菌CV026检测模型,确定绿原酸的群体感应抑制活性,结合HPLC-MS/MS检测其对荧光假单胞菌释放信号分子的影响。以胞外酶活性、嗜铁素、群集与泳动为评价指标,通过添加外源信号分子分析绿原酸对荧光假单胞菌群体感应活性及腐败特性的调控作用。结果表明:在不影响荧光假单胞菌正常生长的剂量下,绿原酸可以减少其信号分子的产生,明显抑制荧光假单胞菌嗜铁素的产生、胞外蛋白酶、胞外脂肪酶活性、群集与泳动等相关腐败特性,且随着绿原酸浓度的升高,抑制效果更趋明显。因此,绿原酸具有较好的群体感应抑制活性,该研究为绿原酸作为群体感应抑制剂的开发提供了理论支持。     

冷藏草鱼源气单胞菌的群体感应现象及其对生物膜形成的影响

以冷藏草鱼的优势腐败菌气单胞菌（Aeromonas spp.）为研究对象,利用报告菌株Chromobacterium violaceum CV026检测细菌的群体感应活性,通过染色法定量测定细菌的生物膜形成,并探究温度以及群体感应信号分子对气单胞菌生物膜形成的影响。结果显示,冷藏草鱼的气单胞菌属包含多个不同种,分离获得的20 株气单胞菌中90%能产生N-酰基高丝氨酸内酯。进一步分析生物膜形成量较强的2 株菌A. salmonia W41和A. salmonia W69,结果显示该2 株菌在30 ℃和8 ℃的生物膜形成量高于37 ℃。菌株W41和W69主要分泌N-丁酰基高丝氨酸内酯（N-butanoyl-L-homoserine lactone,C4-HSL）和N-己酰基高丝氨酸内酯（N-hexanoyl-L-homoserine lactone,C6-HSL）信号分子,50 μmol/L的C6-HSL显著促进W41生物膜的形成;而低浓度的C4-HSL和C6-HSL促进W69生物膜的形成,高浓度的C4-HSL和C6-HSL抑制W69生物膜的形成。可以看出,大多数气单胞菌属具有群体感应现象,气单胞菌属生物膜的形成受个体差异和温度的影响,同时群体感应信号分子的浓度和类型也是影响气单胞菌属生物膜形成的主要因素。     

滤纸片法筛选抑制嗜水气单胞菌群体感应的乳酸菌及抑制作用分析

采用滤纸片法从传统发酵蔬菜中筛选抑制嗜水气单胞菌群体感应的乳酸菌菌株,应用96?孔板法测定其对生物膜的抑制率,光学显微镜和扫描电镜观察其对嗜水气单胞菌生物膜形成的影响,同时以蛋白酶、嗜铁素、群集及泳动为指标研究其对嗜水气单胞菌毒力作用的影响。结果表明：来源于辽宁锦州酸菜的乳酸菌菌株SCT-2对嗜水气单胞菌群体感应有明显抑制作用,当其代谢产物粗提物质量浓度为8?mg/mL时,对嗜水气单胞菌生物膜抑制率为45.16%,光学显微镜下显示菌株SCT-2粗提物可有效抑制嗜水气单胞菌生物膜的形成,扫描电镜结果进一步表明菌株SCT-2粗提物不仅降低了嗜水气单胞菌生物膜的生成量,而且使其生物膜断裂。8?mg/mL的SCT-2粗提物可使嗜水气单胞菌蛋白酶和嗜铁素的分泌量分别减少27.18%和22.11%,对信号分子的降解率为32.27%,且对嗜水气单胞菌的群集和泳动现象抑制明显。经生理生化和16S?rRNA鉴定菌株SCT-2为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）。从传统东北酸菜中获得对嗜水气单胞菌群体感应有抑制作用的植物乳杆菌SCT-2,为开发一种抑制嗜水气单胞菌群体感应的乳酸菌生物制剂提供了理论支持。     

粪肠球菌Z096对副溶血弧菌生物被膜及群体感应的抑制作用

为了研究粪肠球菌Z096对副溶血弧菌生物被膜和群体感应（quorum sensing,QS）系统的抑制作用,采用竞争、清除、排阻三种方式模拟Z096与副溶血弧菌在微菌落环境中的相互作用,并进一步探究了Z096的提取物（Z096-E）对副溶血弧菌生物被膜形成、成熟生物被膜清除、细胞表面疏水性、自聚性、QS信号分子AI-2活性、群集泳动能力以及胞外多糖和蛋白合成的影响。结果表明:Z096可通过竞争、清除、排阻的方式与副溶血弧菌相互作用,降低浮游和生物被膜状态的副溶血弧菌细胞数量,干扰副溶血弧菌在载体表面的粘附,且Z096-E能够显著抑制副溶血弧菌生物被膜形成,有效清除成熟生物被膜,1.6 mg/mL的Z096-E处理12 h,副溶血弧菌生物被膜抑制率为70.43%,代谢活性减少率为84.15%;12.8 mg/mL的Z096-E处理副溶血弧菌成熟生物被膜4 h,生物被膜清除率为58.21%,代谢活性减少率为69.84%。而且1.6 mg/mL的Z096-E对副溶血弧菌群集和泳动能力、细胞表面疏水性和自聚性、胞外多糖和蛋白合成的抑制率分别为47.26%、53.56%、63.37%、89.38%、77.65%和51.91%,抑制效果具有浓度依赖性。此外,Z096-E可使副溶血弧菌QS信号分子AI-2活性减弱,表明Z096-E是一种AI-2类群体感应抑制剂,其可通过干扰QS系统,从而影响副溶血弧菌的生理特性。因此,本研究发现了一株能够抑制副溶血弧菌生物被膜的乳酸菌,其提取物Z096-E能作为一种防控副溶血弧菌生物被膜的新型乳酸菌生物制剂,这对消除致病菌生物被膜污染以及开发新型抗菌剂具有积极的作用。     

Effect of ethanol fraction of burdock leaf on biofilm formation and bacteria growth

The inhibition effects of burdock leaf ethanol fraction on the viability, biofilm formation of food-related bacteria and the mechanism were first investigated. The results showed that burdock leaf ethanol fraction significantly inhibited the formation of biofilm by Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. The lowest concentration of the fraction that showed 100 % inhibition on the formation of L. monocytogenes biofilm was 2.50 mg/ml, which was equal to the minimum inhibitory concentration (MIC) against bacterial growth. As for S. aureus, the lowest concentration of burdock leaf fraction that completely inhibited (100 %) the formation of biofilm was found to be 1.25 mg/ml, which was lower than MIC of the fraction (2.5 mg/ml). Thus, the biofilm inhibition effect of burdock leaf fraction against S. aureus was not completely due to the inhibition on bacteria growth. Then, the effects of burdock leaf fraction on quorum sensing signals were evaluated through GC–MS/MS analysis. The results indicated that burdock leaf fraction interfered with quorum sensing system and changed the composition of signaling molecules, thereby affecting the function of the quorum sensing system, significantly inhibiting the formation of biofilm. Then, the chemical composition of burdock leaf fraction was analyzed by ultra performance liquid chromatography (UPLC)–MS/MS and eight active compounds were identified. The burdock leaf fraction based on its interfering with quorum sensing systems and the significant inhibition on the formation of biofilm could be highly useful in control of biofilms.     

钝顶螺旋藻提取物对细菌群体感应的抑制作用

以mini-Tn5突变株Chromobacterium violaceum CV026为报告菌检测系统,研究钝顶螺旋藻甲醇提取物的群体感应抑制活性及对大菱鲆腐败菌Shewanella putrefacens生物膜形成的影响。结果表明:螺旋藻75%甲醇提取物(0.125～1.000g/100mL)不仅能显著降低Chromobacterium violaceum CV026细菌紫色菌素的产生,而且能显著抑制外源信号分子N-已酰化高丝氨酸内酯(10μmol/L C6-HSL)诱导的报告菌紫色菌素的增加。当螺旋藻提取物添加质量浓度为1.000g/100mL时,对报告菌紫色菌素的抑制率达87.67%,对Shewanella putrefacens生物膜的形成抑制率达77.05%,与对照差异均达显著水平(P<0.05)。抑菌实验表明,在给定的质量浓度范围内,螺旋藻提取物对报告菌的生长无显著影响;螺旋藻提取物抑制紫色色素的产生与生物膜的形成不是通过抑制细菌的生长来实现的,而与抑制信号分子诱导的群体感应现象有关;螺旋藻提取物具有较强的细菌群体感应抑制活性,可作为细菌群体感应抑制剂用于新鲜食品及其制品的贮藏与保鲜。