蜡样芽孢杆菌是一种革兰氏阳性兼性厌氧病原体，广泛存在于土壤、蔬菜、香料及肉类和发酵食品中。摄入被其毒素污染的食物可引发腹泻或呕吐性胃肠道感染。该菌的核心威胁在于其能形成芽孢——一种对热、化学消毒剂及环境压力具有极强抵抗力的休眠细胞结构。盐作为食品中常用的防腐剂，通过降低水活度抑制多数细菌生长，但高盐食品中蜡样芽孢杆菌的污染风险仍不可忽视。最新研究表明，恶劣环境会影响细菌的抗性，因此研究高NaCl浓度下蜡样芽孢杆菌芽孢的形成特性及其耐热性变化具有重要意义。一项新研究揭示了高浓度NaCl如何通过抑制芽孢形成关键阶段，削弱蜡样芽孢杆菌芽孢的耐热性，为食品灭菌策略提供了全新视角。

图1不同NaCl浓度下的芽孢转录组分析[1]

不同NaCl浓度下的芽孢形成与耐热性评估

研究人员在0.5%和7%两种NaCl浓度下培养蜡样芽孢杆菌并诱导其形成芽孢，随后采用过热蒸汽评估芽孢的耐热性。同时，通过RNA测序分析芽孢形成过程中的转录组变化，并测量膜流动性和疏水性以验证转录组分析结果。过热蒸汽作为一种兼具干热和湿热特性的灭菌技术，被广泛用于食品表面或密封包装的消毒，研究其针对不同环境条件下形成芽孢的处理效率具有实际应用价值。

高NaCl浓度降低芽孢耐热性

实验数据显示，随着芽孢培养基中NaCl浓度的增加，形成的芽孢耐热性显著下降。这一发现挑战了“恶劣环境必然选择出更强芽孢”的传统认知。在7% NaCl条件下形成的芽孢，其疏水性、膜流动性和密度均显著降低，这些表型变化与耐热性下降密切相关。

转录组分析揭示了高NaCl作用的分子基础。与0.5% NaCl相比，7% NaCl条件下形成的芽孢在芽孢形成阶段3和4相关基因的表达水平显著降低（FDR < 0.05）。这两个阶段正是前芽孢细胞成熟、外壳蛋白和皮层充分形成的关键时期。基因表达的下调直接导致芽孢相关功能蛋白的合成受阻。

外壳蛋白与小酸溶性蛋白表达下降

受NaCl抑制的基因主要包括编码外壳蛋白和小酸溶性蛋白的基因。外壳蛋白是芽孢的第一道物理屏障，而小酸溶性蛋白通过结合DNA、保护遗传物质免受热和紫外线损伤，是芽孢抗性的核心贡献者。两者表达水平的下降，直接削弱了芽孢的结构完整性和抗逆能力。

为验证转录组分析结果，研究人员测量了不同NaCl浓度下形成芽孢的生理特性。结果显示，高NaCl浓度下形成的芽孢疏水性降低、膜流动性下降、芽孢密度减小。这些表型变化与外壳蛋白和皮层发育不全的分子观察高度一致，共同解释了耐热性下降的原因。

研究意义：为灭菌策略提供新视角

本研究首次系统揭示了高NaCl浓度作为蜡样芽孢杆菌芽孢形成调控因子的作用，证明高盐环境可产生密度较低、耐热性降低的芽孢。这一发现为传统热处理效果不佳的环境（如低水活性食品）提供了新的管理思路。研究预计将作为后续研究的基线，并有助于优化针对不同环境条件下形成芽孢的灭菌策略。

未来展望：数学模型、毒力因子与环境控制

展望未来，研究应聚焦于开发数学模型，以预测和减少低水活性环境中芽孢的形成。同时，比较这些在应激条件下形成的芽孢与成熟芽孢在毒力因子表达方面的差异也至关重要。理解这些动态变化，对于提升食品安全、开发更有效的蜡样芽孢杆菌及其他芽孢形成病原体的控制策略具有重要价值。

参考来源：[1] Kim SH, Lee JI, Kang DH. Effects of Na⁺ adaptation on Bacillus cereus endospores inactivation and transcriptome changes. Food Res Int. 2024 Nov;195:114975. doi: 10.1016/j.foodres.2024.114975.