引言
单核细胞增生李斯特菌（Lm）仍然是肉类加工环境中最难控制的食源性病原体之一，因为它兼具环境持久性、嗜冷生长特性以及高效表面定殖能力（Arunachalam et al., 2026; Sutton et al., 2025; Wu et al., 2022）。一项对北京1052份零售生肉样本的最新调查显示，Lm在所检测的食源性病原体中阳性率最高，达到52.28%（Zhang et al., 2026）。在冷藏肉生产环境中，污染不仅可能来源于原材料，还可能来自环境储库，包括下水道、设备表面、砧板、传送带及其他食品接触界面（Martinez-Laorden et al., 2024; M?retr? & Langsrud, 2004; Zhang et al., 2026）。一旦Lm进入这些场所，可长期存留，并通过反复接触转移进而污染肉类产品（Nogueira et al., 2025; Puga et al., 2018）。生物膜的形成是这种持久性的核心机制。具体而言，嵌入胞外多糖基质（EPS）中的细胞比浮游细胞更能抵御营养匮乏、低温、干燥及消毒应激，使得生物膜成为食品工业中反复污染的持续来源（Fan et al., 2020; Finn et al., 2023; Hua & Zhu, 2024; Mazaheri et al., 2021）。
病原体本身往往不足以完全决定Lm在加工环境中的生态行为。也就是说，食品接触表面寄居着复杂的多物种微生物群落，其中腐败菌与致病菌共存、竞争，并偶尔相互促进彼此的存活与持久性（Burm?lle et al., 2014; Carpentier & Chassaing, 2004; Giaouris et al., 2014; Puga et al., 2018）。在这些背景微生物中，假单胞菌属在肉类加工环境中被频繁检测到，且常与Lm共享生态位（Dzieciol et al., 2016; Fagerlund et al., 2021; Rolon et al., 2023）。既往研究发现，荧光假单胞菌（Pf）可与Lm形成多物种混合生物膜，导致结构复杂性增强以及对清洁或消毒处理的耐受性提高（Pang & Yuk, 2019; Zhou, Dong, et al., 2024）。这些发现提示，Lm的持久性风险应在微生物群落背景下予以考量，而非视为孤立单物种事件。
在微生物群落背景下，微生物间的相互作用常通过代谢信号进行介导（Asfahl & Schuster, 2017）。众多研究采用直接接触共培养模型，聚焦于非挥发性分子，包括群体感应信号、铁载体及其他可扩散代谢物（Andric et al., 2023; Jia et al., 2025; Semenec et al., 2023; Townsley & Shank, 2017; Zeng et al., 2023）。该模型同时涉及细胞接触、营养竞争、代谢物交换及环境变化，使得底层的生物膜调控机制难以阐明（Pant et al., 2025; Ratzke & Gore, 2018; Semenec et al., 2023）。通过物理隔离微生物群体同时保留化学通讯，非接触共培养可揭示在直接接触共培养中被掩盖的远距离调控机制。微生物代谢释放的挥发性化合物（VCs）是低分子量代谢物，通过气相扩散影响空间上分离的微生物而不需直接接触（Netzker et al., 2020）。越来越多的证据表明，VCs可调控细菌的运动性、生物膜形成、致病力、次级代谢及应激反应（Argyri et al., 2015; Farag et al., 2017; Hou et al., 2021; Netzker et al., 2020; Uhlig et al., 2024）。在冷藏肉加工过程中，微生物常定殖于设备表面及肉类残留物上空间分离的微生态位，形成了挥发性化合物介导通讯的现实条件。与此同时，Pf强大的腐败代谢能力提供了潜在的空气传播信号基础。因此，阐明Pf产生的VCs如何远程调控Lm生物膜的形成，可能揭示一种被忽视的空间介导生物膜发育机制，并识别出控制食品加工环境中持久性污染及交叉污染的新靶点。
既往工作揭示Pf衍生的VCs在室温下可增强Lm生物膜形成（Zhou, Liu, et al., 2024），但该相互作用在冷藏条件下是否持续仍存在疑问。这一问题与肉类加工和分销尤为相关，因为在低温下长时间暴露可能改变VCs的产生及细菌对胞外信号的响应（Blom et al., 2011; Kai et al., 2010; Schmidt et al., 2017）。除确立生物膜促进效应在低温下是否持续外，该相互作用的机制尚未明确。VCs可能不仅通过直接气相信号影响邻近细菌，还通过改变周围微环境的理化性质发挥作用。例如，挥发性三甲胺已被报道可增加周围介质的pH值，进而改变物理分离群体的细菌响应（Létoffé et al., 2014）。该效应在肉类加工环境中可能尤为相关，因为富含蛋白质的残留物为腐败菌提供充足底物以产生含氮挥发性化合物及其他碱性代谢物。这些化合物可能改变局部pH条件，从而影响细菌粘附及生物膜发育（Bekhit et al., 2021; Briandet et al., 1999; Létoffé et al., 2014; Park & Abu-Lail, 2011; Tresse et al., 2006）。因此，假设Pf衍生的VCs在低温下增强Lm生物膜形成，至少部分通过诱导局部微环境碱化及伴随的Lm转录响应实现。系统验证该机制及其对肉类表面交叉污染的后果，涉及空气传播种间通讯、低温生物膜发育与食品安全风险之间尚未探索的关联。
本研究旨在确定Pf衍生的VCs是否加剧了Lm在冷链相关温度下的生物膜形成及牛肉表面转移，并阐明其潜在的调控机制。建立了双室非接触共培养系统以模拟10°C和4°C下的空气传播种间相互作用。整合了生物膜表型、VCs诱导的pH变化、转录组响应及连续接触转移行为，以评估Pf衍生的VCs对Lm持久性及传播的影响。本工作从机制层面阐释了腐败菌群如何在冷藏肉加工环境中增强食源性病原体的持久性及交叉污染。
Ren Luyao|Zhang Yimin|L.V. Sensheng|George-John E. Nychas|Yang Xiaoyin|Liu Yunge|Dong Pengcheng|Zhou Guanghui
