水飞蓟素,是从植物水飞蓟中提取的天然活性产物。大量研究表明水飞蓟素及其主要成分水飞蓟宾具有广泛的药理活性。近些年,有研究报道水飞蓟素也具有一定的抑制微生物生长的活性,但是微生物与水飞蓟素的互作机理和机制仍不清楚。在分子水平研究革兰氏阴性菌相关基因的功能,Tn5是一个常用工具。Tn5已经在大规模测序、植物病原体筛选、耐盐工程菌的筛选、耐抗生素机制研究中得以应用。本论文以不同来源(土壤环境和小鼠肠道)的细菌为代表,探索细菌与水飞蓟素互作机制。本论文研究内容主要分为两部分。第一部分是集中于水飞蓟素对不同的来源六个种属的细菌的抑菌模式,包括四株环境细菌(Exiguobacterium sp.CR3,Cellulosimicrobium sp.CR5,Staphylococcus sp.CR9,Pseudomonas sp.CR13)和两株肠道细菌(Citrobacter sp.CR10,Enterococcus sp.CR11)。特定浓度的水飞蓟素对环境细菌表现出较强的抑菌活性,然而,对肠道细菌(Citrobacter sp.CR10,Enterococcus sp.CR11)没有明显的抑制作用。通过唯一碳源利用分析和细菌与水飞蓟素互作过程中的全波长扫描显示,肠道细菌能够利用水飞蓟素作为唯一碳源,而环境来源的细菌则不能利用。通过扫描电子显微镜镜检,表明水飞蓟素能够对环境细菌的细胞结构造成严重损伤,而肠道细菌细胞形貌完好。第二部分是筛选与水飞蓟素互作潜在相关的基因,探究水飞蓟素与肠道细菌相互作用机制。本研究利用Tn5转座子插入突变,构建与水飞蓟素抗性表型相关的转座插入突变体库,筛选得到四株突变株,通过对突变株的基因组DNA进行酶切,自连,转化和染色体步移测序,发现与选定菌株的水飞蓟素抗性相关的基因包括23S rRNA、16S rRNA、acetolactate synthase 3 catalytic subunit、histone-like DNA-binding protein的功能。我们初步推断水飞蓟素可以通过改变细胞渗透性,破坏细胞表面结构,进入细胞内作用于核糖体特定亚基,抑制蛋白合成,从而抑制细菌的正常生长。通过上述研究,我们发现水飞蓟素对不同的肠道细菌种群发挥不同的作用,肠道细菌对水飞蓟素的活性发挥具有重要的贡献,这不仅为合理阐释水飞蓟素对肠道细菌作用机制提供了重要线索,而且对于将该天然产物应用于肠道细菌相关疾病的预防和治疗提供了指导。