《Current Research in Food Science》：Temperature-Dependent Regulation of Persistence and Virulence Genes in
Pseudomonas aeruginosa PAO1 on Oak Leaf Lettuce and Indications for Root Internalization
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越来越多证据表明铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）存在于新鲜植物源性食品中，引发食品安全关注，尤其与环境条件变化相关。研究人员以橡叶生菜（oak leaf lettuce）为模型，探究温度对该菌PAO1株基因表达的依赖关系，并探索其根
越来越多证据表明铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）存在于新鲜植物源性食品中，引发食品安全关注，尤其与环境条件变化相关。研究人员以橡叶生菜（oak leaf lettuce）为模型，探究温度对该菌PAO1株基因表达的依赖关系，并探索其根内化潜力。研究人员将植物接种后于18 °C与22 °C培养，通过转录组学分析差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）；同时利用带sfGFP标记的PAO1_sfGFP_UHH07株栽培于接种土壤，借助共聚焦激光扫描显微镜（confocal laser scanning microscopy, CLSM）分析内化情况。转录组结果显示，适度升温使毒力相关基因在22 °C上调，而持久性相关基因在18 °C占优势。研究初步证明PAO1可内化至橡叶生菜根组织，但未检测到向叶片转运的GFP信号。该发现表明温度变化可影响生菜表面PAO1毒力与持久性基因的转录重心，为更复杂环境下的后续研究奠定基础。
研究背景方面，新鲜免煮叶菜消费增长使食源性病原问题凸显。除典型肠道病原外，机会性环境病原铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）因灌溉水等途径污染蔬果而受关注。该菌是医院常见病原菌，但在蔬菜上作为食源病原被低估。已有研究证明肠道病原可经根内化进入生菜并转运，但铜绿假单胞菌PAO1能否经土壤污染进入橡叶生菜根组织及向可食叶部转运仍不明确。气候变暖背景下，预测2100年前升温1.5至4.0 °C，温度波动可能影响细菌基因表达，而既往转录研究多比较环境温与宿主温且在培养基中进行，鲜见在完整叶菜表面小温差响应研究。因此，研究人员旨在评估18 °C与22 °C这一食品相关小温差下，PAO1在橡叶生菜叶面毒力与持久性相关基因的温度依赖表达，并探索根内化可能。
研究人员开展了两方面研究。一是在橡叶生菜叶面接种PAO1，于18 °C和22 °C培养2、5、7天，进行RNA测序（RNA-Seq）与差异表达分析，聚焦毒力与持久性基因。二是用sfGFP标记株接种土壤栽培生菜，以共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察根横截面与叶面，并做培养法检测叶组织内细菌。结论为：22 °C下毒力相关基因表达增强，18 °C下持久性相关基因主导；CLSM提供初步证据显示PAO1可进入根组织，但无叶片转运信号。意义在于揭示采后温度波动可能调节该菌在鲜菜上的转录策略，为食品安全风险评估提供新视角。
主要关键技术方法方面，转录组实验采用商业21天橡叶生菜苗，接种后分温培养并按时取样，提取RNA做核糖体剔除建库与Illumina测序，用DESeq2鉴定差异表达基因并做GO与KEGG富集。内化实验以种子栽培植株为样本，土壤接种sfGFP标记PAO1，表面消毒后取根横截与叶表制样，CLSM成像，并以选择性琼脂培养法验证叶内无菌生长。
研究结果如下。
温度依赖转录组分析部分，通过叶面接种与分时采样发现，第5天差异基因最多，占蛋白编码基因68.2%，整体温度效应持续至第7天。表明小温差即可引起广泛转录重编程。
毒力相关基因温度依赖表达部分，22 °C下第2天PQS合成基因pqsD、pqsE升高；第5天III型分泌系统（type III secretion system, T3SS）的exsA、exoY，磷脂酶plcH及绿脓菌素合成phzA1、phzB1上调，而群体感应（quorum sensing, QS）与蛋白酶基因多在18 °C高表达；第7天phzB1、exsA等仍利于22 °C。说明升温偏向激活毒力装置。
持久性基因温度依赖表达部分，22 °C第2天应激基因katA、ahpF高表达；第5天Pel与Cup菌毛及藻酸盐合成algD上调，而Psl多糖、algU-mucA-mucB调控轴、rpoS及外排泵在18 °C占优。显示低温侧重生物膜与胁迫耐受的持久生存策略。
GO与KEGG富集分析部分，第2天22 °C富集铁离子结合与氧化还原功能；第5天22 °C富集跨膜运输与ABC转运，18 °C富集信号传导、趋化与鞭毛组装；第7天22 °C富集细胞黏附与群体感应。印证温度切换毒力-持久表型重心。
PAO1_sfGFP_UHH07在根叶可视化部分，7株中1株根横截面检出GFP信号，提示可能根内化；所有叶表与培养检测均无转运与生长证据。
讨论部分总结：温度差异使PAO1在叶面从低温持久模式转向升温毒力模式，但基因表达变化不等于表型致病性增强；根内化仅为初步现象，频次与机制未明，叶面污染仍是主要风险。结论部分译为：该研究提供了PAO1存在于橡叶生菜叶面时温度依赖转录变化及潜在根内化的依据。CLSM提示该菌或可内化根组织，未检获向叶转运信号，培养法叶内无菌超检出限。转录学显示18至22 °C适度升温伴随毒力基因（含T3SS与酚嗪合成）上调，18 °C则以生物膜、藻酸盐调控与胁迫因子为主。表明温和温度变化可影响鲜菜上PAO1毒力与持久基因的转录侧重，后续需在更复杂环境验证。
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