近期，我校生物工程学院陈坚院士团队张娟教授课题组拮抗单增李斯特菌的乳酸菌的筛选、益生特性及抑菌机制解析方面取得重要进展，研究成果“Screening, probiotic properties, and inhibition mechanism of a Lactobacillus antagonistic to Listeria monocytogene”正式发表于Science of the Total Environment (IF = 9.8) (DOI10.1016/j.scitotenv.2023.167587)。
单增李斯特菌是一种常见的革兰氏阳性菌，广泛存在于土壤、地表水、污水、废水、青储饲料和腐烂食品中，它能在高渗透压、低pH、低温等不利条件下生长。单增李斯特氏菌主要以食物为传染媒介，是最致命的食源性病原体之一，被世界卫生组织列为食品中必检的病原菌。尽管一些细菌素，如乳酸链球菌素，可以抑制单增李斯特菌的生长，但其成本高、产量低、提取困难等特点也限制了其在食品生产中的广泛使用。
针对上述问题，本研究团队尝试筛选一株具有高抑菌活性且可在短时间内起到杀菌作用的乳酸菌。首先，从发酵泡菜、东北酸菜等传统发酵食品中通过高通量微生物克隆筛选系统Qpix 420分离得到212株乳酸菌，而后通过牛津杯法筛选获得了一株显著拮抗单增李斯特菌的植物乳杆菌4-10。抑菌谱结果显示，该菌株具有广谱抑菌性，可抑制多种革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和部分真菌，表明其作为天然抗菌剂具有潜在的研究和应用前景。可耐受肠、胃液的环境，对氯霉素、强力霉素、红霉素和四环素敏感，不能诱导抗性决定簇转移，具有一定的安全性，同时还表现出较好的疏水性和自聚集、共聚集能力。这些结果表明该菌株具有较好的益生特性，可在肠道内聚集，发挥其益生功能。通过转录组学分析进一步明晰了植物乳杆菌4-10对单增李斯特菌的抑菌机制，植物乳杆菌4-10可通过产生细菌素来抑制单增李斯特菌膜运输相关基因crr、agrB和dltC的表达，从而破坏细胞膜完整性和限制生物膜形成。PI染色、透射电镜和杀菌动力学曲线的结果证明，植物乳杆菌4-10可在短时间内达到破坏细胞结构的作用，而结晶紫染色和膜内菌代谢活力测定则表明共培养过程中单增李斯特菌的生物膜形成和代谢活动受到抑制。同时通过对无菌发酵上清进行酸碱中和、蛋白酶处理和过氧化氢酶处理，确定主要的抑菌活性物质为细菌素。该研究为了解益生菌抗菌特性、进一步认识益生菌抗菌作用机制、开展新型益生菌产品的研究提供一定的理论依据和实际应用价值。
拮抗单增李斯特菌的乳酸菌的筛选及其益生特性和抑菌机制解析
张娟教授为论文的通讯作者，我校21级硕士生杨欣宇和博士后彭政为第一作者。上述研究得到了国家重点研发计划项目（2022YFD2101402）、国家自然科学基金项目（22208125）、江苏省自然科学基金（BK20221084）和江苏省优秀博士后项目的资助。
近年来陈坚院士团队张娟教授课题组围绕微生物群落解析、功能重组与代谢工程改造和新酶资源的酶学催化特性、表达调控机制解析与应用强化等方面展开了一系列研究，相关研究成果已发表在Science of The Total Environment (2022，2023)、Separation and Purification Technology (2023)、ACS Synthetic Biology (2023)、Journal of Agricultural and Food Chemistry (2023)、Food Research International (2023)等本领域权威期刊。
