Figure 1 Packing conditions under MAP

研究方法

研究结果

Part 1 差异基因鉴定及富集分析

Figure 2 Volcano plot of genes expressed differentially between MAP and air samples

RNA-Seq在正常空气环境中与MAP环境中的NMC25菌株中共鉴定到559个差异表达的基因（DEGs），包含52个转录调控因子。差异显著的基因主要与假定蛋白、NADH氧化还原酶、趋化蛋白、脂多糖生物合成、水解酶活性和肽聚糖生物合成等相关。编码参与NADH氧化还原酶，能动性和附着力，以及运输方面的基因表达在MAP下受到强烈抑制。GO富集分析显示在生物进程类别中“生物合成”与“细胞氮化合物代谢”为显著富集的通路。与生物功能相关的DEGs进一步进行KEGG富集分析，结果显示共有218个差异表达的基因被注释到19个不同的通路中，其中注释到“氨基酸代谢”及“碳水化合物代谢”通路中的基因占很大比例。

Part 2 细胞代谢相关DEGs功能分析

Figure 3 Depiction of biological process changes (mainly in energy production and amino acid metabolism) in MAP samples based on the KEGG

MAP环境诱导了NMC25与糖酵解，三羧酸TCA）循环，氧化磷酸化和ATP结合匣式转运蛋白相关的基因表达的变化。编码醛糖酶（fbaA）的基因在糖酵解途径中的上调可能导致丙酮酸积累，丙酮酸可用于构建几种氨基酸。在MAP样品中，参与氨基酸（丝氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，半胱氨酸，天冬酰胺，丙氨酸和鸟氨酸等）生物合成的一系列基因的表达也更高，丝氨酸的积累可使S-腺苷甲硫氨酸（AdoMet）的合成上调。然而，介导TCA循环的异柠檬酸脱氢酶（ICD）在MAP样品中表达较少，由TCA循环或其他生物过程产生的NADH可进入氧化磷酸化途径。另外，在MAP样本中大多数被下调的ABC转运蛋白是透性酶或底物结合蛋白，而上调的蛋白是ATP结合蛋白。

Figure 4 Gene expression pattern of the alkaline protease operon in MAP samples

假单胞菌属中的碱性蛋白酶（APR） 由I型分泌途径分泌。APR操纵子的基因表达模式没有显著改变，aprA，aprD和抑制剂inh的表达MAP样本中略微下调，而aprE和aprF的表达略有增加。

能动性和附着力在细菌生物膜形成中起重要作用。在该研究中，MAP环境改变了与能动性和附着力相关的基因的表达。MAP样品中与鞭毛相关的几种基因（flgB，fliF，fliJ，fliO，fliP和motA）的表达显着降低。 编码I型菌毛蛋白的fimA基因也在MAP样品中下调表达。

总结

MAP降低了参与电子传递链（nuoAB）的基因的表达，从而抑制了有氧呼吸，且诱导了ATP结合匣式转运蛋白、鞭毛和I型菌毛蛋白以及DNA复制与修复基因的下调表达，并进一步影响营养的摄取，运动与生长。另外，NMC25细胞通过改变其能量产生，氨基酸合成，膜脂组成和其他代谢模式途径以适应MAP环境。这些数据表明，假单胞菌NMC25可以在气调包装下存活但是与致腐相关的代谢活动减少。

参考文献

Wang G, Ma F, Chen X, et al. Tranome analysis of the global response of Pseudomonas fragi NMC25 to modified atmosphere packaging stress[J]. Frontiers in Microbiology, 2018, 9: 1277返回搜狐，查看更多