论文分享 | 新芝MGC-500助力青藏高原产气荚膜梭菌环境耐受性研究

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　　01论文摘要

　　产气荚膜梭菌是一种普遍存在的食源性及人畜共患病原体，可引起人类及牲畜的坏死性肠炎、食物中毒及气性坏疽，在某些亚型中致死率可达100%。青藏高原因其高海拔、低氧环境、剧烈的温度波动及强烈的紫外线辐射而形成了强烈的自然选择机制，驱动着具有高原特异性的微生物进化过程。我们从牦牛和藏猪中分离并测序了8株产气荚膜梭菌，并将其与129个公开基因组进行比对分析。多位点序列分型（MLST）揭示了广泛的遗传异质性，共发现35个新等位基因和18种新序列型（STs），所有高原分离株均携带新等位基因或新序列型。毒素分型鉴定出6种毒素型，其中A型（43.0%）和F型（42.3%）占主导地位，其毒力基因谱与毒素型分类结果相符。共检测到涵盖8个药物类别的16个抗菌药物耐药性（AMR）基因，其中万古霉素类及防御素样基因在>96.0%的分离株中存在；其中4个基因与可移动遗传元件（MGEs）或IV型分泌系统（T4SS）相关。环境耐受性试验表明，有3株高原分离株在厌氧条件下于pH 7.5时仍能生长，而所有分离株在pH 7.0时的生长均受到抑制。泛基因组关联分析揭示了一个包含 146 个节点、3,390 条边的网络；其中 IS 家族转座酶（ISCbt3/ISCpe4）、σ 因子（sigL 与 sigA）以及 DNA 聚合酶 I（polA）作为核心枢纽，可能参与介导细菌对胁迫环境的适应过程。对来自青藏高原的产气荚膜梭菌进行的基因组流行病学分析表明，该菌群具有显著的遗传多样性、广泛的耐药性、由毒素型定义的毒力特征以及适应高海拔环境的遗传特征，这些发现为在高原生态系统中实施基于证据的防控措施提供了依据。

02新芝产品支持

Optical density at 630 nm (OD₆₃₀) was recorded every 30 min using an automatedmicrobial growth curve analyzer (MGC-500, Ningbo Scientz Biotechnology Co., Ltd.,Ningbo, China), and the growth curve was plotted after the measurement was completed. Since pH 8.0 represented the optimal growth condition in this study, it was selected as the reference for statistical comparisons. Differences in growth between this optimum and the other pH levels (7.0 and 7.5) were analyzed using two-tailed paired t-tests(P < 0.05). Finally, potential genomic correlates of tolerance were evaluated by comparing quantitative gene counts (ARGs and MGEs) via unpaired t-tests and categorical toxinotype distributions via Fisher’s exact test.

　　使用自动化微生物生长曲线分析仪（MGC -500，宁波新芝生物科技股份有限公司，中国宁波）每30分钟记录一次630 nm处的光密度值（OD₆₃₀），测量完成后绘制生长曲线。由于本研究中pH 8.0代表最佳生长条件，故将其作为统计学比较的参照值。该最佳pH值与其他pH水平（7.0和7.5）之间的生长差异采用双尾配对t检验进行分析（P < 0.05）。最后，通过非配对t检验比较定量基因计数（ARGs与MGEs）以及通过Fisher精确检验分析分类毒素型分布，评估耐受性潜在的基因组相关性。

微生物生长曲线分析仪 MGC-500

　　本研究中，8株高原分离株在pH 7.0、7.5、8.0三种条件下的生长动力学监测，由新芝MGC-500全程承担。MGC-500以每30分钟一次的频率自动记录OD₆₃₀值，全程无需人工取样，为研究人员提供了完整、连续的生长曲线数据，大幅降低了连续监测实验的人力成本与污染风险。值得一提的是，MGC-500搭载先进的气路控制系统，支持O₂和CO₂双控或单控，厌氧模式下配合钯粒可有效去除环境中的氧气并维持严格无氧状态。本研究涉及的产气荚膜梭菌为严格厌氧菌，MGC-500的厌氧环境控制能力为实验的顺利开展提供了关键保障