生物被膜初始黏附調(diào)控機(jī)制及其在食品品質(zhì)控制中的應(yīng)用研究進(jìn)展

熊儒恒，閻 俊，謝 晶

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（上海），上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306）

細(xì)菌是影響食品品質(zhì)的主要因素[1]，其通過(guò)自身代謝作用，產(chǎn)生初級(jí)或次級(jí)代謝產(chǎn)物，使得食品基質(zhì)發(fā)生劣變，形成揮發(fā)性有機(jī)物等有害物質(zhì)，進(jìn)而影響食品風(fēng)味和食品安全性，導(dǎo)致食品安全問(wèn)題的發(fā)生[2-4]。細(xì)菌在自然界中有兩種生存模式[5]：浮游態(tài)和生物被膜態(tài)，其中生物被膜態(tài)是細(xì)菌細(xì)胞在自然界中普遍且主要的存在形式。生物被膜是細(xì)菌細(xì)胞黏附于物體表面后，自身分泌胞外聚合物（extracellular polymeric substance，EPS），并將細(xì)菌細(xì)胞包裹其中而形成的菌體聚集膜狀物[6]。EPS主要包括胞外蛋白、胞外多糖、核酸、脂質(zhì)等胞外大分子以及其他生物分子等[7]，它能使細(xì)菌固定在物體表面并形成穩(wěn)定的微生物群落，維持生物被膜結(jié)構(gòu)。生物被膜的形成增強(qiáng)了細(xì)菌細(xì)胞的代謝能力[8]、環(huán)境耐受性[9]等，賦予了細(xì)菌復(fù)雜的代謝功能，增強(qiáng)了細(xì)菌的持續(xù)感染力、毒力以及耐藥性等[7,10]。

生物被膜的生命周期分為4 個(gè)階段：初始黏附、微菌落形成、生物被膜成熟和生物被膜降解[11]。初始黏附是浮游態(tài)細(xì)菌通過(guò)細(xì)菌表面元器件、EPS等作用與物體表面產(chǎn)生一系列理化作用并吸附到生物或非生物表面的過(guò)程[12]。細(xì)菌初始黏附分為可逆黏附和不可逆黏附兩個(gè)階段。在可逆黏附階段，浮游態(tài)細(xì)菌首先在重力、布朗運(yùn)動(dòng)以及自身鞭毛和菌毛[13-14]等作用下到達(dá)生物或非生物界面，在界面環(huán)境的影響下，細(xì)菌細(xì)胞表面物質(zhì)逐漸發(fā)生構(gòu)象變化，并在液體流速[15]、黏附介質(zhì)等外界因素[16]的影響下，與界面表面分子產(chǎn)生分子間作用力或靜電引力等理化作用，發(fā)生可逆黏附作用。同時(shí)，細(xì)菌細(xì)胞將胞外基質(zhì)的受力變化和環(huán)境變化等信號(hào)傳導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)，激活細(xì)菌特異性基因的表達(dá)，如細(xì)菌外排泵基因的激活[17]等，促進(jìn)細(xì)菌發(fā)生不可逆黏附作用。細(xì)菌發(fā)生不可逆黏附后，其EPS如胞外多糖等能進(jìn)一步增強(qiáng)細(xì)菌與外界接觸表面的不可逆黏附[8,18-19]，并最終使細(xì)菌完成初始黏附過(guò)程[20]。細(xì)菌經(jīng)不可逆黏附過(guò)程完成初始黏附后，才能順利形成生物被膜[20]。初始黏附是細(xì)菌形成生物被膜過(guò)程中的重要階段，也是細(xì)菌能否形成生物被膜的決定性階段。

細(xì)菌初始黏附受到多種因素的影響，其中細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的調(diào)控系統(tǒng)是影響其初始黏附的重要因素。環(huán)二鳥苷酸（cyclic diguanylate，c-di-GMP）、雙組分調(diào)控系統(tǒng)和群體感應(yīng)系統(tǒng)是細(xì)菌細(xì)胞中常見的調(diào)控系統(tǒng)[21]。c-di-GMP是細(xì)菌細(xì)胞中常見的第二信使分子，其含量變化會(huì)影響細(xì)菌EPS如胞外多糖和胞外蛋白的合成和分泌，以及細(xì)菌鞭毛的遷移率，導(dǎo)致細(xì)菌黏附性發(fā)生變化，并最終影響細(xì)菌的初始黏附作用[19,22]；雙組分調(diào)控系統(tǒng)是細(xì)菌細(xì)胞常見的調(diào)控系統(tǒng)，其能根據(jù)細(xì)菌細(xì)胞外界環(huán)境如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平等的變化，通過(guò)磷酸化等化學(xué)反應(yīng)調(diào)節(jié)細(xì)菌細(xì)胞中基因的轉(zhuǎn)錄水平，并影響細(xì)菌初始黏附等生命活動(dòng)[23-24]；群體感應(yīng)系統(tǒng)是細(xì)菌由于群體密度增加，在細(xì)菌細(xì)胞與細(xì)胞之間產(chǎn)生的一種調(diào)控系統(tǒng)。群體感應(yīng)系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌細(xì)胞的調(diào)控作用主要通過(guò)細(xì)菌分泌的群體感應(yīng)信號(hào)分子實(shí)現(xiàn)，細(xì)菌細(xì)胞可以通過(guò)感受自身細(xì)胞或其他細(xì)菌細(xì)胞分泌的群體感應(yīng)信號(hào)分子的種類和濃度，調(diào)節(jié)自身初始黏附作用和生物被膜的形成[25]。c-di-GMP、雙組分調(diào)控系統(tǒng)和群體感應(yīng)系統(tǒng)等調(diào)控系統(tǒng)的存在能幫助細(xì)菌感知和應(yīng)答外界環(huán)境信號(hào)，是影響細(xì)菌發(fā)生初始黏附作用、形成生物被膜，并最終影響食品品質(zhì)和安全的重要因素。因此，研究不同調(diào)控系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的調(diào)控十分有必要。

本文闡述并分析了c-di-GMP、雙組分調(diào)控系統(tǒng)和群體感應(yīng)系統(tǒng)3 種調(diào)控系統(tǒng)（圖1）對(duì)細(xì)菌初始黏附的調(diào)控作用及其作用機(jī)制，并對(duì)從控制初始黏附角度進(jìn)行食品品質(zhì)控制的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和展望。本文可為控制細(xì)菌造成的食品品質(zhì)危害提供一定的理論依據(jù)，有助于生物被膜靶向控制技術(shù)的開發(fā)，對(duì)食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定意義。

圖1 細(xì)菌調(diào)控系統(tǒng)Fig.1 Bacterial regulatory system

1 c-di-GMP調(diào)控系統(tǒng)

c-di-GMP是在1987年由Ross等[26]于木糖醋桿菌（Acetobacter xylinum）中首次發(fā)現(xiàn)的一種化合物。隨著研究的深入，c-di-GMP在細(xì)菌尤其是革蘭氏陰性菌中的調(diào)控作用得到越來(lái)越多的關(guān)注。c-di-GMP的合成和降解分別在二鳥苷酸環(huán)化酶（diguanylate cyclase，DGC）和磷酸二酯酶（phosphodiesterases，PDE）的催化作用下進(jìn)行[27]，編碼DGC和PDE的基因在細(xì)菌細(xì)胞中廣泛存在[27]。光照[28]、氧氣[29]和溫度[30]等外界環(huán)境條件可通過(guò)調(diào)控DGC和PDE編碼基因的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)菌細(xì)胞中DGC和PDE的表達(dá)水平，進(jìn)而影響細(xì)菌體內(nèi)c-di-GMP的含量。細(xì)菌體內(nèi)c-di-GMP含量的變化對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)菌生理代謝有十分重要的作用。一般情況下，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP含量較高時(shí)，細(xì)菌傾向于生物被膜態(tài)；當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP含量較低時(shí)，細(xì)菌傾向于浮游態(tài)[31]。

c-di-GMP調(diào)控細(xì)菌下游表型的方式分為3 種：c-di-GMP作為核糖開關(guān)，結(jié)合mRNA在核糖體上的結(jié)合位點(diǎn)，調(diào)節(jié)mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯[32-33]；c-di-GMP的受體蛋白為轉(zhuǎn)錄因子，與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控能力，從而調(diào)控下游靶基因的表達(dá)[34-35]；c-di-GMP的受體蛋白為激活/阻遏蛋白，與受體蛋白結(jié)合，通過(guò)調(diào)控靶蛋白的活性來(lái)影響細(xì)菌生命活動(dòng)[36-37]，其中c-di-GMP作為核糖開關(guān)調(diào)控下游表型的現(xiàn)象較少，目前僅在艱難梭菌（Clostridium difficile）中被發(fā)現(xiàn)[32-33]。通過(guò)結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子直接調(diào)控下游細(xì)菌基因的表達(dá)，以及通過(guò)調(diào)節(jié)靶蛋白活性以調(diào)控細(xì)菌代謝等生命活動(dòng)的兩種調(diào)控方式，是c-di-GMP調(diào)控細(xì)菌初始黏附和生物被膜形成的主要方式。c-di-GMP在細(xì)菌初始黏附過(guò)程中起到了不可忽視的作用。在細(xì)菌初始黏附階段，c-di-GMP先通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)菌元器件如鞭毛的合成、控制鞭毛轉(zhuǎn)動(dòng)速度等調(diào)節(jié)細(xì)菌菌體接觸外界固體表面，并選擇性調(diào)節(jié)EPS組分如胞外蛋白和胞外多糖的合成和分泌基因的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)菌細(xì)胞黏附在外界固體表面[19,36-37]。c-di-GMP能夠調(diào)控多數(shù)EPS組分的合成和分泌，這是其調(diào)控細(xì)菌初始黏附的重要方式。

1.1 c-di-GMP對(duì)胞外多糖的影響

胞外多糖是EPS的重要組成部分，在細(xì)菌初始黏附、生物被膜的形成和成熟過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，并能增強(qiáng)細(xì)菌對(duì)宿主的浸染力以及環(huán)境耐受性[5]。胞外多糖的結(jié)構(gòu)、流變學(xué)和熱力學(xué)特性受到溫度和pH值等多種因素的影響[38]，且不同胞外多糖的理化性質(zhì)也有很大差異[38-39]。細(xì)菌能產(chǎn)生多種形式的胞外多糖，常見的有纖維素、聚-N-乙酰葡萄糖胺、海藻酸鹽、Psl多糖和Pel多糖等[40-41]。其中，c-di-GMP通過(guò)調(diào)控Pel和Psl多糖的合成和分泌來(lái)調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用受到了研究人員的廣泛關(guān)注。

Pel是一種陽(yáng)離子胞外多糖[42]，它的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)由pelA～G操縱子編碼的蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)[43-44]。Pel多糖的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程如圖2A所示，PelD、PelE、PelF和PelG在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)或內(nèi)膜上形成復(fù)合物，該復(fù)合物負(fù)責(zé)Pel多糖前體的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)；Pel多糖前體在PelE的協(xié)助下經(jīng)過(guò)內(nèi)膜到達(dá)周質(zhì)空間，再經(jīng)PelA的去乙?；揎椇笮纬蒔el多糖；最后，Pel多糖在PelC和PelA的幫助下經(jīng)過(guò)PelB穿過(guò)外膜后輸出到細(xì)菌細(xì)胞表面發(fā)揮作用[43,45]。

圖2 細(xì)菌胞外多糖合成和轉(zhuǎn)運(yùn)Fig.2 Synthesis and transport of bacteria extracellular polysaccharides

c-di-GMP能通過(guò)多種方式影響細(xì)菌胞外多糖Pel的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)菌的初始黏附。早期的研究發(fā)現(xiàn)，銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）中存在一種結(jié)合蛋白FleQ，該蛋白能抑制pel基因的表達(dá)，影響細(xì)菌的初始黏附。當(dāng)細(xì)菌中c-di-GMP水平升高時(shí)，c-di-GMP與FleQ結(jié)合，并解除后者對(duì)pelA基因轉(zhuǎn)錄的抑制作用，促進(jìn)Pel多糖的正常合成和分泌[46]。同時(shí)，近一步的研究表明，在c-di-GMP水平升高的情況下，細(xì)菌細(xì)胞中pelA基因的轉(zhuǎn)錄水平也相應(yīng)升高，細(xì)菌黏附能力和形成生物被膜的能力也得到加強(qiáng)[41]。c-di-GMP對(duì)Pel多糖的直接調(diào)控體現(xiàn)在對(duì)Pel多糖合成基因pelD轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的調(diào)控上。研究人員發(fā)現(xiàn)，在銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）的Pel多糖合成基因中，pelD基因能直接接受c-di-GMP的調(diào)控，作為c-di-GMP的效應(yīng)蛋白，pelD轉(zhuǎn)錄蛋白上含有環(huán)狀核苷酸受體和GGDEF結(jié)構(gòu)組成的雙結(jié)構(gòu)域，這個(gè)結(jié)構(gòu)有助于pelD轉(zhuǎn)錄蛋白和c-di-GMP結(jié)合形成復(fù)合物，該復(fù)合物能有效促進(jìn)Pel多糖的合成和分泌，并促進(jìn)細(xì)菌的初始黏附[47-48]。c-di-GMP對(duì)Pel多糖的影響通過(guò)多種形式進(jìn)行，這也是c-di-GMP通過(guò)影響Pel合成和分泌，進(jìn)而調(diào)控細(xì)菌初始黏附，從而應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的外部環(huán)境的一種有效形式。

與Pel不同的是，Psl是一種中性的細(xì)菌胞外多糖[49]。Psl的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)由Psl胞外多糖生物合成系統(tǒng)負(fù)責(zé)[50]，該系統(tǒng)是一個(gè)包含12 個(gè)基因（pslA～L）的psl操縱子，Psl胞外多糖的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)如圖2B所示，dTDP-鼠李糖等Psl多糖合成原料經(jīng)PslB作用后，通過(guò)PslI、PslH、PslF和PslC等轉(zhuǎn)移糖基形成Psl多糖單元，其由內(nèi)膜蛋白PslA提供結(jié)合位點(diǎn)，在結(jié)合位點(diǎn)的幫助下，Psl多糖單元被組裝到細(xì)胞質(zhì)的類異戊二烯脂質(zhì)上，然后在PslJ、PslK和PslL等內(nèi)膜蛋白的作用下經(jīng)過(guò)聚合作用形成Psl多糖，并在PslE協(xié)助下穿過(guò)細(xì)胞內(nèi)膜，隨后在PslG的幫助下穿過(guò)周質(zhì)空間，并經(jīng)PslD轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜外[50]。Psl有助于增強(qiáng)細(xì)菌黏附作用，促進(jìn)細(xì)菌附著于宿主細(xì)胞表面[51-52]。此外，Psl能夠通過(guò)增強(qiáng)細(xì)胞黏附作用增加細(xì)菌毒性，對(duì)菌株有一定的保護(hù)作用[53]。

c-di-GMP通過(guò)影響Psl多糖的編碼基因來(lái)影響Psl合成和轉(zhuǎn)運(yùn)。研究表明，當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞中c-di-GMP水平升高時(shí)，細(xì)菌中pslA基因的轉(zhuǎn)錄水平也相應(yīng)升高，從而增強(qiáng)了細(xì)菌的初始黏附和抗藥性等作用[41,54]。研究人員在對(duì)銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鳥苷酸環(huán)化酶SadC在細(xì)菌中過(guò)表達(dá)時(shí)，銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）細(xì)胞外Psl的產(chǎn)量顯著增加，這一促進(jìn)作用可能與SadC結(jié)構(gòu)中的跨膜結(jié)構(gòu)域有關(guān)，其雖然不會(huì)影響c-di-GMP的合成，但卻對(duì)Psl的形成和分泌有調(diào)控作用[55]。此外，Psl可誘導(dǎo)DGC如SiaD和SadC的合成，提高細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP的水平，實(shí)現(xiàn)正反饋調(diào)節(jié)[56]。目前，關(guān)于c-di-GMP調(diào)控Psl合成和分泌的研究還比較少，c-di-GMP調(diào)控Psl操縱子的作用還需要進(jìn)一步研究。

1.2 c-di-GMP對(duì)胞外蛋白的影響

胞外蛋白作為生物被膜的主要成分之一，在細(xì)菌初始黏附和生物被膜形成過(guò)程中也起到重要的作用。黏附蛋白是細(xì)菌胞外蛋白的組分之一，c-di-GMP不僅影響細(xì)菌胞外多糖的合成和分泌，也能調(diào)控細(xì)菌黏附蛋白的合成，并通過(guò)影響胞外蛋白的黏附作用調(diào)控細(xì)菌的初始黏附[57]。目前，研究人員已在不同的菌種中發(fā)現(xiàn)多種黏附蛋白[58-59]，其中，c-di-GMP調(diào)控BpfA和LapA蛋白并影響細(xì)菌初始黏附的作用機(jī)理是研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。

BpfA 蛋白最初是在奧奈達(dá)希瓦氏菌M R-1（Shewanella oneidensisMR-1）中發(fā)現(xiàn)的，該蛋白的分子質(zhì)量為285 kDa，是一種非常大的蛋白，并由bpfa基因（SO4317）編碼，通過(guò)I型蛋白質(zhì)分泌系統(tǒng)（the type I secretion system，TISS）分泌，它是細(xì)菌進(jìn)行初始黏附和維持成熟生物被膜結(jié)構(gòu)所必需的[60]。細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP水平的變化會(huì)影響細(xì)菌BpfA蛋白的含量。Cheng Yuanyuan等[61]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，腐敗希瓦氏菌CN32（Shewanella putrefaciensCN32）中存在一種轉(zhuǎn)錄調(diào)解因子FlrA，其能阻遏BpfA蛋白操縱子的表達(dá)，進(jìn)而影響B(tài)pfA蛋白的合成和分泌；當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞中c-di-GMP水平升高時(shí)，c-di-GMP可以與輔助蛋白FlhG結(jié)合，解除FlrA對(duì)BpfA操縱子的抑制，從而使bpfa基因得到正常表達(dá)。同時(shí)，研究證實(shí)，BpfA的合成和分泌受BpfD和BpfG兩種蛋白質(zhì)的調(diào)控[62]。通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，c-di-GMP可根據(jù)其在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的含量變化，調(diào)控BpfA在細(xì)菌細(xì)胞表面的含量（圖3A）。當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP水平較高時(shí)（圖3A中a），c-di-GMP可以激活c-di-GMP結(jié)合蛋白BpfD并形成復(fù)合物，該復(fù)合物能結(jié)合周質(zhì)蛋白酶BpfG，從而阻止BpfG水解BpfA蛋白，幫助細(xì)菌完成初始黏附并形成生物被膜。但當(dāng)細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP水平較低時(shí)（圖3A中b），BpfG的抑制作用被解除，BpfA在BpfG的水解作用下從細(xì)胞表面釋放，細(xì)菌的黏附作用被大幅降低。而在環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）存在的情況下（圖3A中c），低濃度的c-di-GMP可以和cAMP以及cAMP受體蛋白（cAMP receptor protein，CRP）相互作用，協(xié)同維持BpfD和BpfG之間的相互作用，防止BpfA蛋白被BpfG水解；只有當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP水平低到一定程度，不足以和cAMP發(fā)揮協(xié)同作用時(shí)（圖3A中d），BpfG蛋白才會(huì)發(fā)揮正常作用[63]。c-di-GMP能在不同水平上通過(guò)調(diào)控BpfA蛋白影響細(xì)菌初始黏附和生物被膜形成等，這也是c-di-GMP通過(guò)影響細(xì)菌胞外蛋白從而調(diào)控細(xì)菌初始黏附的一種重要手段。

圖3 c-di-GMP對(duì)胞外蛋白BpfA和LapA的調(diào)控模式Fig.3 Regulatory patterns of c-di-GMP on extracellular proteins BpfA and LapA

LapA蛋白是一種在銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）中發(fā)現(xiàn)的黏附蛋白，其也可以通過(guò)TISS分泌到細(xì)胞表面并發(fā)揮黏附作用[64]。與BpfA相比，c-di-GMP對(duì)LapA蛋白的調(diào)控機(jī)理較為簡(jiǎn)單（圖3B）。LapA的分泌受到LapE、LapD和LapG等蛋白的調(diào)控。LapE是細(xì)胞外膜孔徑蛋白，LapA蛋白的N-端部分可與外膜孔蛋白LapE錨定，并被束縛在細(xì)胞周質(zhì)區(qū)域內(nèi)，使LapA蛋白其余部分固定在細(xì)胞外側(cè)，發(fā)揮黏附作用。LapD是一種c-di-GMP受體，當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP含量較高時(shí)（圖3B中a），LapD可以與c-di-GMP結(jié)合形成復(fù)合物，該復(fù)合物能與周質(zhì)蛋白酶LapG相互作用，阻止LapG切割LapA的N-端區(qū)域，使LapA可留在細(xì)胞表面，增強(qiáng)細(xì)菌細(xì)胞的黏附作用；當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP含量較低時(shí)（圖3B中b），LapD與c-di-GMP無(wú)法形成復(fù)合物，周質(zhì)蛋白酶LapG可以順利切割黏附蛋白LapA的N-端區(qū)域，并將LapA從膜孔徑蛋白LapE中釋放，削弱細(xì)菌細(xì)胞的初始黏附作用[65]。細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP的水平并不直接影響LapA的合成和分泌，但是能通過(guò)調(diào)控LapD蛋白與周質(zhì)蛋白酶LapG的結(jié)合作用，影響LapG對(duì)LapA的水解，進(jìn)而影響細(xì)菌細(xì)胞外膜表面LapA的含量，這也是c-di-GMP調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用的一種有效方式。

除此之外，c-di-GMP還可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)菌鞭毛結(jié)合蛋白與鞭毛組分的相互作用[66]以及鞭毛蛋白的合成等作用[67]，影響細(xì)菌初始黏附。c-di-GMP與細(xì)菌菌毛蛋白和菌毛運(yùn)動(dòng)之間的相互作用也對(duì)細(xì)菌初始黏附有很大的影響[68-69]。細(xì)菌多種生命活動(dòng)都需要c-di-GMP參與，c-di-GMP對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的調(diào)控已經(jīng)得到了廣泛研究，但其作用機(jī)制還需要進(jìn)行深入的探討。

2 雙組分調(diào)控系統(tǒng)

雙組分調(diào)控系統(tǒng)是細(xì)菌細(xì)胞中一種常見的調(diào)控系統(tǒng)（圖1B），該系統(tǒng)主要由組氨酸激酶（histine kinase，HK）和應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白（response regulator，RR）組成，并通過(guò)磷酸化作用進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[70-71]。雙組分調(diào)控系統(tǒng)是細(xì)菌感知外界環(huán)境并調(diào)控細(xì)胞生理活動(dòng)的重要方式之一[72-74]。一般情況下，細(xì)菌HK蛋白的胞外感受器會(huì)在外界信號(hào)的作用下，通過(guò)跨膜區(qū)和連接區(qū)將信號(hào)轉(zhuǎn)移到胞內(nèi)的二聚和組氨酸磷酸轉(zhuǎn)移（dimerization and histidine phosphotransfer，DHp）區(qū)域，并使DHp區(qū)域發(fā)生螺旋翻轉(zhuǎn)，同時(shí)連接在該區(qū)域上的ATP結(jié)合區(qū)會(huì)結(jié)合ATP，并將其分解為ADP，轉(zhuǎn)移一分子磷酸基團(tuán)到DHp區(qū)域上的保守組氨酸殘基，使HK蛋白自磷酸化。自磷酸化的HK進(jìn)一步將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到下游RR的保守天冬氨酸殘基上，該殘基可以接收由HK傳遞的磷酸基團(tuán)并被磷酸化。磷酸化的RR發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變，變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，與細(xì)菌的基因相結(jié)合，從而調(diào)控細(xì)菌相關(guān)基因的表達(dá)以實(shí)現(xiàn)對(duì)外界信號(hào)刺激的應(yīng)答[75-76]。

細(xì)菌細(xì)胞能通過(guò)雙組分調(diào)控系統(tǒng)對(duì)環(huán)境信號(hào)如營(yíng)養(yǎng)[77]、氧氣濃度[78]、滲透壓[79]等做出響應(yīng)，并調(diào)節(jié)自身活動(dòng)以適應(yīng)環(huán)境變化。不同的雙組分調(diào)控系統(tǒng)能響應(yīng)的外界信號(hào)類型不同，且細(xì)菌同一種生命活動(dòng)受多種雙組分調(diào)控系統(tǒng)影響。雙組分調(diào)控系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌生物被膜的調(diào)控已得到廣泛關(guān)注[80-81]，研究顯示，僅在銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）中就已發(fā)現(xiàn)SagS[82]、BfiS/BfiR[83]和MifS/MifR[84]等多種調(diào)控細(xì)菌初始黏附和生物被膜形成的雙組分調(diào)控系統(tǒng)，其會(huì)對(duì)細(xì)菌初始黏附產(chǎn)生很大的影響。

ArlS/ArlR是較為典型的雙組分調(diào)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)于2000年在金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）中發(fā)現(xiàn)[85]，arls基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物ArlS蛋白與組氨酸蛋白激酶有很強(qiáng)的功能相似性，這使得科研人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了ArlS/ArlR類型的雙組分調(diào)控系統(tǒng)，研究證實(shí)，雙組分調(diào)控系統(tǒng)ArlS/ArlR可以通過(guò)影響細(xì)菌分泌的肽聚糖水解酶活性來(lái)控制細(xì)菌對(duì)聚合物表面的附著[86]。這是早期較為成熟的關(guān)于雙組分調(diào)控系統(tǒng)影響細(xì)菌初始黏附作用的報(bào)道。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，ArlS/ArlR系統(tǒng)還可以通過(guò)影響下游效應(yīng)蛋白MgrA的活動(dòng)來(lái)控調(diào)控金黃色葡萄球菌（S.aureus）在宿主細(xì)胞或活體組織表面的初始黏附[87]。比較特殊的是，ArlRS-MgrA系統(tǒng)并不是通過(guò)直接調(diào)控細(xì)菌黏附相關(guān)因子來(lái)調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用的。細(xì)菌EPS中其他大分子表面蛋白會(huì)對(duì)黏附蛋白的黏附行為產(chǎn)生干擾作用，ArlRS-MgrA能通過(guò)解除這種干擾作用來(lái)增強(qiáng)黏附蛋白的黏附作用（圖4）。細(xì)菌通過(guò)功能性ArlRS-MgrA的級(jí)聯(lián)作用抑制大分子表面蛋白如Ebh、SraP、SasG等的活性，并增強(qiáng)細(xì)菌黏附因子與配體的結(jié)合，從而增強(qiáng)細(xì)菌初始黏附作用（圖4A）。當(dāng)ArlRS-MgrA級(jí)聯(lián)作用失活時(shí)，Ebh、SraP和SasG會(huì)出現(xiàn)在細(xì)菌細(xì)胞表面并阻止相鄰的黏附因子與其配體結(jié)合，從而大幅抑制細(xì)菌的初始黏附作用（圖4B）。需要注意的是，ArlS/ArlR系統(tǒng)通過(guò)解除細(xì)菌初始黏附的抑制作用，間接增強(qiáng)細(xì)菌的初始黏附作用，這為研究特異性的細(xì)菌調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用提供了新的思路。

圖4 ArlS/ArlR雙組分調(diào)控系統(tǒng)Fig.4 Two-component system ArlS/ArlR

雙組分調(diào)控系統(tǒng)可以單獨(dú)調(diào)控細(xì)菌多種生命活動(dòng)，也可以與其他生物大分子共同發(fā)揮調(diào)控作用。SagS是在銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）中發(fā)現(xiàn)的一種雜合HK[88]。與普通雙組分調(diào)控系統(tǒng)不同的是，SagS不僅具有HK的保守蛋白結(jié)構(gòu)，還能編碼類似反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)構(gòu)。研究表明，SagS可以和銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）中的調(diào)控系統(tǒng)Gac/Rsm以及雙組分調(diào)控系統(tǒng)BfisR相互作用，共同調(diào)控細(xì)菌的初始黏附以及生物被膜的發(fā)育和成熟[89]。此外，SagS與第二信使c-di-GMP的級(jí)聯(lián)效應(yīng)也是銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）調(diào)節(jié)初始黏附作用的一種重要方式。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)菌培養(yǎng)環(huán)境中6-磷酸葡萄糖的水平上升時(shí)，細(xì)菌泳動(dòng)性降低，且其細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP含量上升，細(xì)菌初始黏附作用增強(qiáng)，6-磷酸葡萄糖并不直接促進(jìn)DGC合成c-di-GMP，而是通過(guò)SagS的作用促進(jìn)c-di-GMP水平上升，當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)6-磷酸葡萄糖水平上升時(shí)，SagS可被激活并與DGC NicD結(jié)合形成復(fù)合物，該復(fù)合物可促進(jìn)c-di-GMP的合成，提高細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)c-di-GMP的水平，進(jìn)而增強(qiáng)細(xì)菌的初始黏附作用[82]。與其他雙組分調(diào)控系統(tǒng)不同的是，SagS系統(tǒng)并不是根據(jù)外部信號(hào)直接調(diào)控細(xì)菌的初始黏附，而是作為中轉(zhuǎn)信號(hào)調(diào)控細(xì)菌c-di-GMP，由c-di-GMP含量的變化調(diào)節(jié)細(xì)菌初始黏附等生命活動(dòng)。這種調(diào)控方式與普通的雙組分調(diào)控系統(tǒng)和c-di-GMP調(diào)控系統(tǒng)相比更為復(fù)雜，涉及到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)更多的生命活動(dòng)，但也拓寬了不同調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控范圍，增加了各系統(tǒng)調(diào)控功能間的關(guān)聯(lián)性，有利于細(xì)菌適應(yīng)不同的外部環(huán)境。

雙組分調(diào)控系統(tǒng)可以同時(shí)調(diào)控包括細(xì)菌初始黏附在內(nèi)的多種生命活動(dòng)，如在單核細(xì)胞增生李斯特菌（以下簡(jiǎn)稱單增李斯特菌）中，LisRK雙組分調(diào)控系統(tǒng)可以同時(shí)調(diào)控細(xì)菌的抗生素抗性和初始黏附作用，在無(wú)LisRK系統(tǒng)的調(diào)控下，單增李斯特菌的抗藥性大幅降低，同時(shí)，細(xì)菌初始黏附作用也較野生菌株有所減弱[90]。雙組分調(diào)控系統(tǒng)的存在使得細(xì)菌應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變外界環(huán)境的能力大幅提高。與其他調(diào)控系統(tǒng)相比，雙組分調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控方式多樣，調(diào)控行為復(fù)雜，且與其他調(diào)控系統(tǒng)有不同程度的相互作用，目前的研究還未能完全闡明雙組分調(diào)控系統(tǒng)的具體調(diào)控路徑，且該系統(tǒng)與其他生物大分子和調(diào)控系統(tǒng)的相互作用也需要進(jìn)一步研究。

3 群體感應(yīng)系統(tǒng)

群體感應(yīng)系統(tǒng)是研究人員先后在肺炎鏈球菌（Stretococcus pneumonia）和費(fèi)氏弧菌（Vibrio fischeri）中發(fā)現(xiàn)的[91]。細(xì)菌細(xì)胞向培養(yǎng)環(huán)境中釋放群體感應(yīng)信號(hào)分子至一定濃度時(shí)，群體感應(yīng)信號(hào)分子與細(xì)胞上的受體結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)菌中相關(guān)基因的表達(dá)，從而調(diào)控細(xì)菌生命活動(dòng)[92-94]（圖1C）。細(xì)菌群體感應(yīng)信號(hào)分子主要分為3 類：革蘭氏陰性菌中的N-?；呓z氨酸內(nèi)酯類（N-acyl-L-homoserine lactones，AHLs）、革蘭氏陽(yáng)性菌中的自誘導(dǎo)肽類（autoinducing peptides，AIPs）以及革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌之間的自誘導(dǎo)子-2類（autoinducer-2，AI-2）[93-95]。目前，關(guān)于AIPs調(diào)控細(xì)菌黏附作用的報(bào)道還比較少[96]，AHLs[25]和AI-2[95]是細(xì)菌黏附領(lǐng)域初始黏附中研究較為廣泛的兩類群體感應(yīng)信號(hào)分子。

3.1 AHLs對(duì)細(xì)菌初始黏附的影響

基于AHLs的群體感應(yīng)系統(tǒng)已經(jīng)取得了廣泛的研究[97]，該系統(tǒng)主要包括AHLs信號(hào)分子、AHLs合成酶和AHLs受體3 個(gè)部分。AHLs經(jīng)AHLs合成酶（LuxI）合成后，被分泌到細(xì)菌細(xì)胞外并積累；當(dāng)AHLs濃度隨著細(xì)菌細(xì)胞密度的提高而增加到一定程度后，AHLs信號(hào)分子將結(jié)合并激活受體蛋白（LuxR）形成AHLs-LuxR蛋白復(fù)合體，調(diào)控目標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄，從而達(dá)到影響細(xì)菌生命活動(dòng)的目的[93,98]。

以AHLs為代表的群體感應(yīng)分子在濃度低時(shí)并不能直接調(diào)控細(xì)菌的初始黏附作用，當(dāng)環(huán)境中的群體感應(yīng)信號(hào)分子達(dá)到一定閾值后，其可作為外源性信號(hào)分子與其他細(xì)菌細(xì)胞上的受體結(jié)合并上調(diào)此類細(xì)菌細(xì)胞基因（如編碼胞外多糖和胞外蛋白等基因）的表達(dá)[98-100]，增加細(xì)菌胞外多糖和胞外蛋白的含量，并增強(qiáng)細(xì)菌黏附作用，這是細(xì)菌應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的一種有效方式。AHLs通過(guò)上調(diào)EPS編碼基因的表達(dá)，增加EPS的含量，加快細(xì)菌黏附作用和生物被膜的形成，是調(diào)控細(xì)菌生物被膜形成的重要的方式[25,100]，但是以往的研究多集中在細(xì)菌自身產(chǎn)生的AHLs對(duì)細(xì)菌細(xì)胞本身調(diào)控的影響方面，關(guān)于外源AHLs對(duì)細(xì)菌生物被膜和細(xì)菌初始黏附作用影響的報(bào)道還比較少。研究人員分別探究了兩種常用的AHL分子——N-己?；?L-高絲氨酸內(nèi)酯（N-hexanoyl-homoserine lactone，C6-HSL）和N-辛酰基-L-高絲氨酸內(nèi)酯（N-octanoylhomoserine lactone，C8-HSL）在不同濃度下對(duì)銅綠假單胞菌（P.aeruginosa）初始黏附和其他生命活動(dòng)的影響[101]。研究結(jié)果顯示，外源AHLs分子C6-HSL和C8-HSL不僅能影響細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)性、代謝活性和細(xì)菌有關(guān)基因的調(diào)控水平，還能有效促進(jìn)細(xì)菌生物被膜的形成，并影響細(xì)菌的初始黏附作用。在一定濃度范圍內(nèi)，隨著外源AHLs信號(hào)分子濃度的增加，細(xì)菌初始黏附作用強(qiáng)度也得到不同程度的增強(qiáng)。細(xì)菌生物被膜形成的強(qiáng)度與細(xì)菌初始黏附作用也表現(xiàn)出一致性，當(dāng)外源性AHLs對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的影響降低時(shí)，細(xì)菌生物被膜形成的強(qiáng)度也隨之降低。外源性AHLs能通過(guò)增強(qiáng)細(xì)菌初始黏附作用來(lái)促進(jìn)細(xì)菌生物被膜的生成，這有助于揭示外源性信號(hào)分子對(duì)細(xì)菌初始黏附作用和生物被膜形成等生命活動(dòng)的影響機(jī)制，同時(shí)，對(duì)于如何理解細(xì)菌自身產(chǎn)生的AHLs信號(hào)分子促進(jìn)細(xì)菌生物被膜形成的機(jī)理也有一定的啟示作用。

關(guān)于AHLs信號(hào)分子調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用等生命活動(dòng)機(jī)制和方式的研究目前還處于起始階段。探究外源性AHLs信號(hào)分子對(duì)細(xì)菌初始黏附作用等的影響，對(duì)于揭示外源以及細(xì)菌自身AHLs類信號(hào)分子對(duì)細(xì)菌調(diào)控的影響有十分重要的意義。

3.2 AI-2對(duì)細(xì)菌初始黏附的影響

除了AHLs，AI-2類群體感應(yīng)信號(hào)分子也得到了研究人員的廣泛關(guān)注[102]。AI-2常與LuxS蛋白一同構(gòu)成群體感應(yīng)系統(tǒng)，且AI-2類群體感應(yīng)信號(hào)分子的合成在luxS基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物L(fēng)uxS蛋白的協(xié)作下完成[103]，AI-2類群體感應(yīng)系統(tǒng)已在多種細(xì)菌中被發(fā)現(xiàn)[104-105]，同時(shí)luxS基因是一種高同源性基因，不同細(xì)菌分泌的AI-2信號(hào)分子結(jié)構(gòu)相似，這使得AI-2的應(yīng)用范圍更為廣泛[106]。

一般情況下，當(dāng)菌體密度低、A I-2 水平低時(shí)（圖5A），LuxQ在LuxQ感應(yīng)激酶的作用下發(fā)生自磷酸化作用，磷酸基團(tuán)經(jīng)過(guò)磷酸轉(zhuǎn)移蛋白LuxU被轉(zhuǎn)移至調(diào)節(jié)蛋白LuxO[107]，LuxO-P激活細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)小分子核糖核酸（small RNAs，sRNAs）的轉(zhuǎn)錄，sRNAs和sRNAs伴侶蛋白Hfq結(jié)合，促使luxR無(wú)法正常轉(zhuǎn)錄；當(dāng)菌體密度高、AI-2水平高時(shí)（圖5B），AI-2與受體蛋白LuxP結(jié)合，并通過(guò)LuxQ導(dǎo)致LuxO去磷酸化失去活性，使LuxR蛋白得到正常合成，調(diào)控下游基因正常轉(zhuǎn)錄[108]。

圖5 AI-2調(diào)控系統(tǒng)Fig.5 Regulatory system AI-2

與AHLs類似，AI-2對(duì)細(xì)菌黏附作用和生物被膜的形成也有一定的影響。研究人員評(píng)估了多種空腸彎曲桿菌的黏附和生物被膜形成能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中所有的空腸彎曲桿菌都可以黏附到聚苯乙烯塑料表面；而不含LuxS/AI-2群體感應(yīng)信號(hào)系統(tǒng)的菌株黏附和生物被膜形成能力與存在這種系統(tǒng)的細(xì)菌有明顯差別[109]。這種現(xiàn)象揭示了AI-2對(duì)細(xì)菌初始黏附作用可能有一定的調(diào)控作用。進(jìn)一步的研究證實(shí)，當(dāng)敲除luxS基因時(shí)，空腸彎曲桿菌在聚乙烯材料表面的黏附能力也隨之降低[110]。阪崎腸桿菌是一種常見的食源性致病菌，該細(xì)菌能導(dǎo)致嬰兒壞死性小腸結(jié)腸炎和敗血癥等多種嚴(yán)重疾病。不同類型的阪崎腸桿菌致病性和黏附/侵染能力也不同。研究人員針對(duì)兩種序列類型相同但黏附性和侵染力不同的阪崎腸桿菌進(jìn)行了蛋白組學(xué)分析，并鑒定了多種表達(dá)差異的蛋白質(zhì)。結(jié)果表明，強(qiáng)黏附/侵染菌株中LuxS蛋白的含量是弱黏附/侵染菌株的近4 倍[111]。LuxS表達(dá)量的降低或消失能導(dǎo)致細(xì)菌黏附力下降，這種現(xiàn)象在其他細(xì)菌的研究中也得到了證實(shí)[112]。越來(lái)越多的研究表明，LuxS/AI-2系統(tǒng)對(duì)阪崎腸桿菌的黏附/侵染能力起關(guān)鍵作用，是調(diào)節(jié)細(xì)菌初始黏附的一種重要調(diào)控系統(tǒng)。

AI-2信號(hào)系統(tǒng)和AHLs類似，對(duì)細(xì)菌初始黏附和其他生命活動(dòng)等都有一定的調(diào)控作用，是研究細(xì)菌黏附作用不可忽視的調(diào)控系統(tǒng)。目前，關(guān)于AI-2對(duì)細(xì)菌黏附和生物被膜形成能力的研究已取得了很大的進(jìn)展，AI-2對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的報(bào)道也得到越來(lái)越多的重視。但是，AI-2對(duì)細(xì)菌初始黏附的調(diào)控作用仍有很多工作待開展，如AI-2系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的調(diào)控機(jī)制，外源AI-2信號(hào)分子對(duì)細(xì)菌黏附作用和生物被膜形成的調(diào)控作用等。因此，AI-2調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用的機(jī)理仍需進(jìn)一步研究。

4 初始黏附機(jī)制在食品品質(zhì)控制中的應(yīng)用

細(xì)菌初始黏附是開啟細(xì)菌生物被膜形成的重要過(guò)程，該過(guò)程受到細(xì)菌體內(nèi)調(diào)控系統(tǒng)等多種因素的影響[6,13]。利用細(xì)菌調(diào)控系統(tǒng)等作用調(diào)控細(xì)菌初始黏附，對(duì)抑制細(xì)菌初始黏附、消除細(xì)菌生物被膜、保障食品品質(zhì)和安全有積極的影響。細(xì)菌初始黏附作用發(fā)生在生物被膜成熟之前[9]，因此，在細(xì)菌處于初始黏附階段時(shí)，通過(guò)生化等方法抑制細(xì)菌的初始黏附能夠有效抑制細(xì)菌生物被膜的形成，對(duì)降低因細(xì)菌生物被膜而造成的危害有十分積極的作用。目前，根據(jù)調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控細(xì)菌初始黏附的機(jī)理及通過(guò)抑制細(xì)菌初始黏附作用來(lái)控制食品品質(zhì)的方法如表1所示。細(xì)菌初始黏附是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，細(xì)菌在不同生命活動(dòng)過(guò)程中表現(xiàn)出的理化性質(zhì)和生物學(xué)特性等較為復(fù)雜，食品工業(yè)中常規(guī)的抗菌方法如巴氏滅菌法、焙烤、蒸煮等熱加工技術(shù)雖然能直接殺滅細(xì)菌，但也會(huì)影響食品活性成分如多酚和黃酮類物質(zhì)的含量、結(jié)構(gòu)以及活性等[113]，造成食品風(fēng)味的變化，影響食品品質(zhì)；乙醇和含氯殺菌劑等雖然能有效抑制細(xì)菌黏附和生物被膜的形成，但也存在殺菌劑殘留、低濃度殺菌劑增強(qiáng)單增李斯特菌等微生物黏附性和生物被膜形成能力等隱患[114-115]。聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）[116]或超疏水性材料[117-118]等特種材料和改性材料雖然能對(duì)包括食源性細(xì)菌在內(nèi)的多種細(xì)菌展現(xiàn)出良好的抗黏附性，但其應(yīng)用條件苛刻、材料成本高等缺點(diǎn)也不可忽視。電場(chǎng)[119]和磁場(chǎng)環(huán)境[120]等雖然也表現(xiàn)出了抗細(xì)菌黏附的優(yōu)勢(shì)，但受電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向等環(huán)境因素的影響，存在抗細(xì)菌黏附效果低、作用不穩(wěn)定等問(wèn)題，也限制了其在食品品質(zhì)控制領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何在不影響食品品質(zhì)和安全性的前提下，采用經(jīng)濟(jì)有效的方法抑制細(xì)菌初始黏附，是保障食品安全和人類健康的一個(gè)重要問(wèn)題。Karygianni等[121]曾提出以細(xì)菌基質(zhì)為靶點(diǎn)來(lái)消除不同細(xì)菌中普遍存在的EPS組分，可能為抑制細(xì)菌初始黏附和生物被膜形成、控制食品品質(zhì)提供潛在的思路。同時(shí)，在其他領(lǐng)域應(yīng)用細(xì)菌調(diào)控系統(tǒng)控制細(xì)菌初始黏附作用和生物被膜形成，也為研究人員利用細(xì)菌初始黏附機(jī)制控制食品品質(zhì)提供了參考。

表1 食品工業(yè)中細(xì)菌初始黏附的控制Table 1 Control of initial bacterial adhesion in food industry

5 結(jié)語(yǔ)

細(xì)菌初始黏附作用發(fā)生在細(xì)菌生物被膜形成階段的初期，是細(xì)菌形成生物被膜并造成食品工業(yè)污染和浪費(fèi)，進(jìn)而危害人類健康的重要因素。細(xì)菌初始黏附作用是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，該過(guò)程發(fā)生在細(xì)菌生命周期的整個(gè)階段，且不同細(xì)菌的初始黏附作用特點(diǎn)也不盡相同，這就為如何高效且有針對(duì)性地抑制細(xì)菌初始黏附造成了較大困難。c-di-GMP、雙組分調(diào)控系統(tǒng)和群體感應(yīng)系統(tǒng)等細(xì)菌調(diào)控系統(tǒng)能通過(guò)感受外界環(huán)境信號(hào)，調(diào)控包括EPS合成和分泌等多種細(xì)菌生命活動(dòng)，影響細(xì)菌初始黏附作用。目前，關(guān)于c-di-GMP、雙組分調(diào)控系統(tǒng)和群體感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用的研究已經(jīng)獲得不同程度的進(jìn)展，根據(jù)上述研究結(jié)果提出有針對(duì)性地抑制食源性細(xì)菌初始黏附作用的方法也得到了研究人員的關(guān)注。但是，不同調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控細(xì)菌初始黏附作用的方式不同，且不同環(huán)境條件下每個(gè)調(diào)控系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的影響也不一樣，因此，深入闡明細(xì)菌調(diào)控系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的調(diào)控機(jī)制，以及多種調(diào)控系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的協(xié)同調(diào)控效果，對(duì)于正確研究不同調(diào)控系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌初始黏附作用的影響，以及針對(duì)性地提出抑制細(xì)菌黏附的方法有積極的作用，對(duì)進(jìn)一步研究細(xì)菌初始黏附作用的影響因素和特點(diǎn)也有一定的指導(dǎo)意義。