rpoS 基因在肠杆菌CGMCC 5087响应环境胁迫中的功能

背景苯乙醇(2-Phenylethanol，2-PE)是一种具有玫瑰香气味的高级香料添加剂，被广泛应用于香水、化妆品、食品和医药等领域。目前，利用工程菌合成苯乙醇有很好的应用前景。我们分离到一株肠杆菌(Enterobacter sp.) CGMCC 5087，其可以通过苯丙酮酸途径合成2-PE。然而该菌的生长受到不同环境因素导致的胁迫，进而影响苯乙醇的产量。RpoS作为一种稳定期σ因子和压力应答过程中的主要调节因子，在细菌抗环境胁迫生长中起重要作用。 目的阐明肠杆菌CGMCC 5087中rpoS基因在多种环境胁迫中的作用，掌握该菌在不同环境胁迫下的生物学特性。 方法使用CRISPR基因编辑技术敲除rpoS基因，通过质粒表达系统构建互补菌株，检测rpoS基因缺失株ΔrpoS与野生型WT菌株和互补菌株ΔrpoS(rpoS)在高渗透压、高温、低pH和氧化应激环境下的生长情况，并进行统计学分析。 结果rpoS基因的缺失显著降低了肠杆菌CGMCC 5087的生长。在5% NaCl和pH 5.0胁迫条件下，rpoS基因的缺失导致肠杆菌CGMCC 5087的耐受性显著降低。在42 ℃高温条件下，rpoS基因的缺失导致肠杆菌CGMCC 5087在对数期的耐受性显著降低，而在衰退期的耐受性增强。1 mmol/L H2O2氧化胁迫条件下，rpoS基因的缺失导致肠杆菌CGMCC 5087的延滞期延长，而进入稳定期后rpoS基因突变株耐受性较野生型菌株明显增强。 结论在肠杆菌CGMCC 5087中，RpoS在抵抗多种环境压力中均具有重要作用，而且在菌株不同的生长时期对于环境胁迫的应答也有所不同，为进一步了解肠杆菌CGMCC 5087的生物学特性、掌握RpoS在肠杆菌CGMCC 5087合成苯乙醇过程中的作用机制提供基础。