成果简介： 本项目组于全球首次开发了基于荧光素酶的系列食源性致病菌快速检测系统。利用该系统本项目组已实现了金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌O157、奇异变形杆菌、产气肠杆菌、肺炎克雷伯氏杆菌的单独和混合检测，最低检测限达10个copy，与荧光定量PCR法相比具有更高的特异性，检测时间可缩短至2-3小时，且设备、试剂成本相对较低，与现有系列食源性致病

中国科大陈宇星教授、周丛照教授和孙林峰教授课题组合作阐明了金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）胞壁酸（WTA）翻转酶TarGH转运WTA的机制和TarGH特异性抑制剂Targocil的抑制机制。该研究成果在线发表在微生物领域专业杂志mBio上。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是主要的临床致病菌之一，其引发的感染难以治愈甚至可能致死。由于近年来抗生素滥用，出现了对所有的β-内酰胺类药物都具有抗性的MRSA菌株。研究表明S. aureus细胞壁主要成分WTA是引起耐药性的关键因素之一。在革兰氏阳性菌中，WTA是一类共价连接在肽聚糖上的阴离子多聚物。WTA在细菌分裂、生物膜形成、宿主定殖以及细菌感染等过程中起着重要作用。因此，WTA合成路径中的关键酶是新型抗菌药物的重要靶点。在S. aureus中，WTA合成前体是N-乙酰葡糖胺修饰的多聚核糖醇长链，其通过共价键连接在锚定在细胞膜上的脂质载体Und-PP上。该Und-PP连接的多聚核糖醇长链前体先在细胞内完成合成，最后通过ABC转运蛋白TarGH翻转出细胞膜。作为最具潜力的抗生素靶标之一，TarGH及其抑制剂得到广泛研究。先导化合物小分子Targocil是近期被鉴定出来特异性抑制TarGH效率较高的抑制剂，但是其抑制的分子机制并不清楚。为阐明TarGH转运WTA的机理以及Targocil的抑制机制，作者用冷冻电镜方法，解析了金黄色葡萄球菌WTA翻转酶TarGH的同源蛋白，来自Alicyclobacillus herbarius菌的TarGH结构。其同源性为50%。TarGH结构总体分辨率为3.9 Å，其核心结构区域分辨率达到3.6Å。由于未结合ATP，TarGH结构处于开口朝向细胞内的构象状态。基于结构，作者计算出了底物转运通道，通过对组成通道的氨基酸残基性质分析并结合生理实验，阐明了底物特异性识别机制。通过结构比对作者提出TarGH及其同源蛋白利用“曲柄连杆”原理来实现底物转运的分子机制。具有类似结构特点的ABC转运蛋白都可以利用这一机制通过相对微小的总体构象变化转运较大的底物。作者进一步通过生化实验和计算机模拟确定了Targocil结合TarGH的精确位点，并阐明了其抑制TarGH转运胞壁酸的分子机制。

本发明提供了动物源食品致病菌鉴定及其耐药和毒力基因检测复合芯片。本发明提供了用于鉴定动物源食品致病菌、致病菌耐药基因和/或致病菌毒力基因的探针，由序列1‑序列171所示的单链DNA分子组成。本发明实验结果表明：本发明的动物源食品中致病菌鉴定及其耐药和毒力基因检测复合芯片，能够有效的达到同时鉴定细菌及其毒力和耐药基因的综合目的。

主要研究了食源性致病菌（以肠炎沙门氏菌和单增李斯特菌为主，此外还有大肠杆菌 O157:H7 和空肠弯曲杆菌）生长和致死预测微生物模型研究。研究涉及：预测微生物模型，致病菌检测与控制，微生物胁迫抗性等内容。系统研究了在模拟的储藏温度和热处理方式下两种致病菌在模拟食品基质系统和真实食品中的生长，热致死、损伤和修复动态变化情况。研究结果表明两种致病菌在液体、固体的模拟系统中以及真实的食品中呈现不同的热杀死动态学曲线。基于模拟系统建立的生长和热致死模型并不能很好的应用于预测肉及肉制品中致病菌的真实状态。此外

魏氏梭菌能引起各种动物坏死性肠炎、肠毒血症、人畜创伤性坏 疽以及人类食物中毒，快速、低成本、定量检测人体内的 α 毒素对于 预防和诊断魏氏梭菌感染至关重要。本项目涉及的魏氏梭菌病及其致 病菌型的胶体硒检测试纸能单独或同时完成魏氏梭菌病的早期诊断 和各种致病菌的分型鉴定, 可应用于兽医临床、畜牧养殖、食品安全、 公共卫生、水质监测及相关领域，具有操作简单、敏感特异、携带方 便等特点，有广阔的市场前景与经济效益潜力。

研究分别建立了食品中克罗诺杆菌常规 PCR 和 Real-time PCR 的快速检测方法，方法具有很好的特异性和灵敏性，可以应用于食品中克罗诺杆菌的检测。其中常规 PCR 检测方法选取了两个特异性的基因，使得检测方法具有更高的特异性。Real-time PCR 检测体系中加入了竞争性扩增内标，大大降低了假阴性发生的可能性。相关结果发表在国际刊物 Food Control 上，引用次数达到 30余次。 

近日，机电学院王绍金教授团队在学校G2期刊《InternationalJournalofFoodMicrobiology》上发表题为“Combinedeffectsofintermittentradiofrequencyheatingwithcinnamonoilvaporonmicrobialcontrolandqualitychangesofalfalfaseeds”的论文。博士研究生徐渊美为论文第一作者，王绍金教授为论文通讯作者。

Shigella sp PIB是志贺氏菌的新亚型，含鞭毛和丰富菌毛，可长期定殖于大肠粘膜；还能分泌一种长链不饱和脂肪酸，直接抑制肠道节律性收缩、降低肠动力；小鼠口腔摄入PIB细菌可引起小鼠顽固性便秘，其便秘表型与人类慢性便秘高度相似。

该研究以稻曲病菌富含半胱氨酸蛋白SCRE6为研究对象，证实了SCRE6是稻曲病菌中发挥重要毒性功能的效应蛋白；通过生化实验揭示了SCRE6是一个以水稻免疫负调控因子OsMPK6（Mitogen-Activated Protein Kinase 6）为靶标的酪氨酸蛋白磷酸酶。

以一氧化氮合酶（iNOS）基因敲除大鼠作模型，发现iNOS基因敲除大鼠对日本血吸虫的感染表现出明显的敏感性（虫体发育正常、雌虫产出成熟虫卵，肝组织虫卵肉芽肿严重），从而证实，由iNOS代谢精氨酸产生的一氧化氮（NO）是大鼠抗血吸虫病的关键先天性免疫分子。       在此基础上，研究团队还利用多种研究手段，对NO抗日本血吸虫发育的分子机制进行了进一步的研究，发现大鼠中天然高表达的iNOS代谢L-精氨酸产生的高浓度的NO，是通过干扰血吸虫线粒体中能量代谢的相关酶的活性，使虫体发育严重受阻并影响雌雄虫生殖系统的正常发育，导致虫卵成熟和受精受阻，从而显著减弱/降低了血吸虫感染对大鼠的致病性。该研究结果解释了为什么大鼠对日本血吸虫具有天然抗性的机理，为制定新的防治措施和抗血吸虫疫苗的研发提供了有力的实验证据。