肠球菌发酵食品分离株的抗生素抗性及相关耐药基因的研究

【摘要】：作为一种常见的乳酸菌,肠球菌是人和动物肠道的共生菌,也常见于发酵乳制品、肉制品和香肠中。目前,肠球菌在食品、饲料及微生物制剂等领域发挥着重要的作用。但与其它乳酸菌不同的是,肠球菌还是医院感染常见的条件致病菌,因此其安全性备受争议。鉴于肠球菌的实际应用价值与潜在风险,对其耐药性的研究十分必要。以往对肠球菌耐药性的研究主要集中于肠道分离株和致病株。近年来,随着人们对食品安全重视程度的不断加深,对食品中分离获得的肠球菌的耐药性研究也越来越多,但对其耐药性和相关基因关联分析的报道还相对较少。本研究以分离自自然发酵食品的65株屎肠球菌和16株粪肠球菌为研究对象,利用微量肉汤稀释法检测试验菌株对15种抗生素的耐药性,同时利用全基因组关联分析方法对16株粪肠球菌的耐药表型与基因型进行了关联分析,找到粪肠球菌潜在的耐药基因。试验结果如下:(1)65株屎肠球菌对氨苄西林和利奈唑胺100%敏感;对其余13种抗生素均表现出不同程度的耐药,其中对克林霉素耐药率最高,达到86.7%。(2)16株粪肠球菌对卡那霉素,万古霉素,利奈唑胺和红霉素100%敏感;对其余11种抗生素均表现出不同程度的耐药,其中对克林霉素耐药率达到100%。(3)PhenoLink基因组关联分析发现了25个基因与5种抗生素(氯霉素、甲氧苄啶、链霉素、四环素、环丙沙星)存在显著相关性。(4)Scoary基因组关联分析发现123个基因与9种抗生素相关,这9种抗生素除了和PhenoLink关联到相同的氯霉素、甲氧苄啶、链霉素、四环素、环丙沙星5种抗生素外,还发现了氨苄西林、新霉素、奎奴普丁-达夫普汀、利福平与全基因组数据存在一定相关关系。(5)比较分析PhenoLink和Scoary两种不同软件在P0.01显著性水平下的关联结果,发现9个功能基因与5种抗生素(氯霉素、环丙沙星、甲氧苄啶、新霉素和四环素)存在显著相关关系。基因FAM000296与氯霉素呈正相关、与甲氧苄啶和环丙沙星的耐药性呈负相关,而基因FAM005768与氯霉素呈负相关、与甲氧苄啶和环丙沙星的耐药性呈正相关。进一步分析发现基因FAM000296和FAM005768同被注释为蛋白转位酶亚基SecG(Preprotein translocase subunit,SecG)。与基因FAM000296相比,基因FAM005768的核苷酸序列在5’端缺失了21个碱基,这种缺失突变很可能是它们对同一抗生素表现出的相反作用的原因。此外,基因FAM002893注释为延伸因子-G(Elongation factor G,EF-G)与四环素的耐药性密切相关。研究结果发现肠球菌对多种抗生素具有不同程度的耐药性。同时,全基因组关联分析找到了粪肠球菌基因组中携带有潜在的耐药基因。因此,对分离自自然发酵食品中的肠球菌需要进行全面的安全性评估后方可考虑应用。