Na适应对蜡样芽孢杆菌内孢子失活及转录组变化的影响

蜡样芽孢杆菌是一类广泛存在于自然界的食源性致病菌，在土壤及蔬菜中易被检出，也容易污染高盐食品。近期发表在Food Research International的一项研究通过测定蜡样芽孢杆菌孢子的膜流动性和疏水性及转录组分析，深入解析了蜡样芽孢杆菌在高浓度NaCl条件下形成内孢子的特征及其耐热性变化。

食品中的高盐环境

盐是一种常见的食品调味品，可以改善食品风味，延长食品的保质期，具有一定的保水作用。在延长食品保质期方面，盐主要可以通过增加渗透压力和降低水活度来抑制细菌生长。然而，细菌也可能产生对渗透压力的耐受能力，导致盐的抑菌效果降低。蜡样芽孢杆菌会在高盐环境中生长或形成孢子，目前NaCl如何影响孢子形成过程及其耐热性尚未报道，本文旨在探究不同NaCl浓度下蜡样芽孢杆菌孢子形成前后所发生的生理变化，以及这些变化对内孢子耐热性的影响，对于食品安全控制具有重要意义。

Na适应影响蜡样芽孢杆菌内孢子

在不利环境条件下，蜡样芽孢杆菌可以通过形成孢子进入休眠状态，当外界环境恢复到适宜条件后，内孢子能够重新萌发并恢复生长。因此，孢子的形成状态及其结构特征对于蜡样芽孢杆菌的环境适应和食品安全控制具有重要意义。随着培养基中NaCl浓度的升高，形成的孢子耐热性逐渐下降。同时，在较高NaCl浓度下形成的内孢子，其疏水性、膜流动性和孢子密度均随着孢子形成过程受到影响。对比在0.5%和7% NaCl条件下形成的蜡样芽孢杆菌孢子的转录组数据发现，7% NaCl条件下，孢子形成阶段3和阶段4相关基因的表达水平显著降低（FDR < 0.05），这些基因包括外壳蛋白和小酸溶性蛋白等孢子相关蛋白编码基因。因此高浓度NaCl可能抑制孢子形成阶段3和阶段4的正常进程，从而影响前孢子细胞的成熟，并限制孢子外壳和皮层结构的形成，最终导致孢子密度和疏水性降低，并进一步造成耐热性下降。

图1 Na适应对蜡样芽孢杆菌内孢子失活及转录组变化的影响[1]

研究局限与未来展望

本研究仅采用单一时间点的转录组数据，因此可能无法完全反映孢子形成过程中基因表达的动态变化。此外，转录组水平的变化并不一定能够直接对应蛋白质丰度的变化，后续研究可以在多个时间点开展转录组和蛋白质组联合分析，可以更准确地比较不同盐浓度条件下蜡样芽孢杆菌孢子形成过程中的动态变化，并进一步明确NaCl影响孢子形成和耐热性的关键调控环节。

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总体而言，本研究表明，高浓度NaCl可以影响蜡样芽孢杆菌的孢子形成过程，并改变形成的内孢子的结构和生理特征，最终导致内孢子密度、疏水性和耐热性降低。值得注意的是，目前，环凯提供了一站式的蜡样芽孢杆菌的检测和杀菌方案，也有商品化的蜡样芽孢杆菌检测培养基。这一发现为理解环境条件与蜡样芽孢杆菌内孢子抗性之间的关系提供了新的视角，也为控制传统热处理条件下较难灭活的蜡样芽孢杆菌内孢子提供了潜在思路。

参考来源：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.