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脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)和可拉酸(Colanic acid,CA)同属细胞多糖类物质,在大肠杆菌中脂多糖是细胞膜壁的主要组成部分,而可拉酸是分泌到细胞外的一种阴离子杂多糖。本课题探究了在不同营养条件下脂多糖结构突变对可拉酸合成的影响,初步提出基于脂多糖和可拉酸共享前体物质积累的可拉酸分泌模型。主要结果与结论如下:(1)当野生型MG1655及9株大肠杆菌脂多糖突变株在30℃的富含葡萄糖的M9或LBG中培养时,ΔF、ΔP、ΔG、Δ(L-Q)ΔF、Δ(L-Q)和Δ(L-G)能够分泌一定量的可拉酸,且Δ(L-Q)和Δ(L-G)表现出较强的可拉酸合成能力。同时MG1655、Δ(D-Q)、Δ(F-Q)和Δ(C-Q)无明显可拉酸分泌。同样地,当10株菌在30℃的LB中培养时,10株菌都无明显的可拉酸分泌。以上实验说明大肠杆菌中可拉酸的合成与脂多糖结构和细胞对葡萄糖的利用密切相关。(2)将野生型MG1655及突变株ΔF、ΔP、Δ(D-Q)、Δ(F-Q)、Δ(C-Q)、Δ(L-Q)ΔF和Δ(L-Q)分别在液体M9及LB中培养至对数中期,转录组学分析结果表明,无论菌株是在M9还是LB中生长,以MG1655为对照,在所有核心多糖突变株中,编码可拉酸合成的wca基因簇中大部分基因的转录水平上调,且在LB中上调幅度更大。说明相关基因的表达不是造成部分突变株过量分泌可拉酸的主要原因。(3)合成可拉酸的前体物质均来自6-磷酸葡萄糖,在富含葡萄糖的M9和LBG培养基中,Δ(L-Q)细胞内6-磷酸葡萄糖水平明显高于野生型MG1655。代替M9培养基中的葡萄糖使用甘油作为唯一碳源,相关突变菌株的可拉酸合成能力降低。结合突变菌株脂多糖结构说明可拉酸的合成可能与脂多糖与可拉酸合成共享前体物质的积累有关。(4)删除核心多糖相关基因对细胞膜壁结构也有一定影响:通过转录组学分析,证实了大肠杆菌脂多糖核心多糖结构变化会影响细菌鞭毛的合成和组装。同时核心多糖缺失引起大肠杆菌对四种疏水性抗生素:红霉素、新生霉素、克林霉素和利福平的敏感性增强,且对抗生素的敏感性通常随着核心糖链的截短逐步增强。综合上述研究结果,脂多糖核心多糖结构和细胞对培养基中葡萄糖的利用会影响大肠杆菌中可拉酸的合成,这可能与脂多糖和可拉酸共享前体物质的积累和利用有关。本研究从细胞自身脂多糖核心多糖结构和外界营养条件两个方面分析了影响大肠杆菌可拉酸合成的因素,为探究在不同环境中多糖类物质的相互调节关系提供了一定依据。