气候变暖加剧叶菜类沙门氏菌污染风险：双途径入侵与温和噬菌体防控新策略揭示！

气候变化威胁：温度升高重塑沙门氏菌-植物互作模式

该研究构建了气候相关温度梯度实验体系，以独行菜（Garden cress）为模型作物，在15°C、17°C、19°C和21°C四个恒定温度条件下模拟全球变暖场景（IPCC预测世纪末升温2-6°C）。研究创新性地设计了两条污染途径——种子污染（SCG）与灌溉污染（ICG），并在灌溉污染中设置了四个不同接种时间点（第7、14、21、28天），系统评估污染时机对细菌持久性的影响（见图1）。

理论分析表明，传统认知中沙门氏菌"喜温"的特性在植物定殖场景下呈现复杂化趋势。低温条件（15°C）反而有利于细菌的长期存活，而较高温度虽促进体外生物膜形成，却可能通过激活植物防御反应（如气孔关闭、活性氧爆发）抑制病原菌定殖。这一发现挑战了简单线性预测模型，提示气候变化对食源性病原菌生态的影响存在宿主-病原体协同进化的非线性效应。

图1. 持久性测定实验设计

双途径污染验证：种子与灌溉水均为关键入侵门户

利用强生物膜形成能力的纽波特沙门氏菌（S. Newport MET S1-166）分离株，研究团队验证了两种污染途径的持久性差异。种子污染实验显示，初始接种量约10⁸ CFU/g的带菌种子在30天生长周期后仍保持可检测活菌，15°C条件下归一化存活率最高（减少约1 log），而21°C条件下细菌衰减最为显著（减少超过3 log）。

灌溉污染实验揭示更复杂的动态规律：晚期接种（第4周）导致收获时细菌载量最高，最高可达7.5 log MPN/g，显著高于早期接种组。扫描电镜观察证实，细菌主要定植于气孔开口及表皮凹槽等微生境，17-19°C条件下更易形成细胞聚集簇。这一发现表明，临近收获的灌溉污染具有极高的食品安全风险，常规采后清洗难以完全去除已牢固附着的菌群。

分子机制洞察

沙门氏菌在植物表面的定殖成功依赖于生物膜形成与应激适应的协同调控。体外实验证实，21°C条件下生物膜形成量显著高于15°C，但植物体内数据显示相反趋势，提示温度通过差异化调控CsgD等主调控因子影响细菌的"定殖-分散"权衡。此外，研究观察到采后清洗对晚期污染组效果更显著，表明早期定殖菌已深入组织内部或形成稳固生物膜基质，而晚期附着菌仍停留于可清洗的表面微生境。

关键发现

1、与预期相反，沙门氏菌在最低测试温度（15°C）下表现出最强的植物体内持久性，而归一化细菌量在21°C时下降最显著（超过3 log）。

2、第4周（收获前2周）灌溉污染组在收获时细菌载量最高（达7.5 log MPN/g），显著高于早期污染组。

3、单次收获前2天施用（PTG3/PTG5/PTG6）效果优于多次重复施用，PTG3结合清洗实现2.2 log MPN/g最大削减。

未来展望与应用潜力

本研究首次在气候变化框架下整合污染途径、时机与温度多维度因素，为叶菜类生产建立了定量风险评估模型。产前噬菌体灌溉策略的成功验证，为"从农场到餐桌"全产业链防控提供了新的技术节点，其低MOI高效应特性尤其适合资源受限地区的规模化应用。未来研究可将该模型扩展至多噬菌体竞争场景，探究不同温和噬菌体间信号串扰与资源竞争如何塑造防控效果的稳定性。此外，对arbitrium群体感应系统与宿主SOS应激通路的信号整合机制解析，将为合成生物学设计环境响应型智能噬菌体提供可预测的设计原则，推动噬菌体疗法在精准农业中的技术升级。

参考来源：Namli S, Samut H, Comlekcioglu N, et al. Climate change-driven risks on contamination routes and timing, and phage control of Salmonella on leafy greens. FEMS Microbiology Ecology, 2026, 102(2): fiag001. 10.1093/femsec/fiag001.