Pseudomonas plecoglossicida中PAAR-1基因的鉴定与功能解析:揭示T6SS-1调控大黄鱼免疫应答与凋亡的分子机制

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Aquaculture 3.9

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  本研究首次在Pseudomonas plecoglossicida中鉴定出T6SS-1核心效应基因PAAR-1,通过构建突变株ΔPAAR-1,揭示其通过调控TLR信号通路(如TLR1/2/5上调和TLR3/7/8/9下调)及凋亡相关基因(AP-1、Caspase8等)影响细菌毒力与宿主免疫应答,为水产病原体防控提供了新靶点。

  

在海水养殖业中,由Pseudomonas plecoglossicida引发的内脏白点病(VWND)导致大黄鱼(Larimichthys crocea)大规模死亡,每年造成数亿元经济损失。这种病原体的毒力与其VI型分泌系统(T6SS)密切相关,但作为T6SS核心组分的PAAR蛋白在该菌中的功能尚未阐明。福建农林大学的研究团队通过多学科交叉研究,首次揭示了PAAR-1基因通过双重调控宿主免疫与凋亡途径促进感染的分子机制,相关成果发表于《Aquaculture》。

研究采用基因组挖掘、基因敲除(ΔPAAR-1构建)、体外细胞感染模型(LYC-FM巨噬细胞系)、转录组测序及RT-qPCR验证等关键技术,结合大黄鱼活体感染实验(样本来自福建宁德养殖场),系统解析了PAAR-1的生物学功能。

主要结果

  1. PAAR-1的鉴定与分泌机制
    在P. plecoglossicida PQLYC4菌株的T6SS-1基因簇中发现未注释基因HAV28_16300,其编码的135aa蛋白含PAAR_4结构域和特征性PAAR基序,系统发育分析证实其为新型PAAR家族成员。分泌实验显示PAAR-1依赖T6SS-1分泌,且ΔPAAR-1导致Hcp-1分泌量下降50%。

  2. PAAR-1的致病表型调控
    ΔPAAR-1突变株呈现四重缺陷:生物膜形成能力降低37%、粘附效率下降42%、总抗氧化能力(T-AOC)减少28%、巨噬细胞内存活率降低55%。活体感染实验中,突变株使大黄鱼死亡率从80%降至20%,脾脏结节数减少75%。

  3. 免疫通路调控网络
    转录组分析揭示PAAR-1通过"双开关"机制调控TLR通路:上调质膜TLR(TLR1/2/5)表达2-3倍,同时下调内体TLR(TLR3/7/8/9)及其下游分子MyD88、TRAF3表达40-60%。RT-qPCR证实凋亡相关基因AP-1、NF-κB、FAS-L表达量下降50%-70%,LYC-PKM细胞凋亡率降低65%。

结论与意义
该研究首次阐明PAAR-1作为T6SS-1的"分子矛尖",通过重塑TLR信号通路空间分布(质膜vs内体)和抑制凋亡级联反应,协同促进细菌免疫逃逸。这不仅为理解T6SS效应蛋白的跨物种进化提供了新视角,更通过揭示PAAR-1-TLR-凋亡轴,为开发针对P. plecoglossicida的亚单位疫苗(如PAAR-1缺失株)奠定了理论基础。研究团队特别指出,PAAR-1的温度依赖性分泌特性(12-28℃)与其季节性流行病特征高度吻合,这为水产病害的精准防控提供了重要依据。

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