罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）生长速度快、肉质鲜美、经济效益高,是我国重要的淡水虾养殖品种。但随着养殖规模和养殖密度的不断增加,罗氏沼虾苗种繁育和养殖生产中病害频发,并出现了生长缓慢现象,养殖户称为“铁壳虾”,给罗氏沼虾养殖业造成巨大损失。尤其从2017年以来,扬州高邮和江都多家罗氏沼虾育苗场幼体出现暴发性死亡,流行病学调查发现阴沟肠杆菌（Enterobactercloacae）是造成罗氏沼虾幼体大量死亡的主要病原,并且该病原可持续反复感染。因此,本文对阴沟肠杆菌的致病性以及感染宿主后引发的免疫反应进行了研究,同时探索了阴沟肠杆菌与罗氏沼虾“铁壳虾”的相关性,并以细菌适应环境和毒力调控的重要基因rpoS为切入点,探索阴沟肠杆菌对环境的适应性及致病机制,以期为揭示阴沟肠杆菌持续反复感染的机制奠定理论基础。主要研究结果如下:1.2017年2月至2019年12月期间,从扬州高邮和江都多家罗氏沼虾育苗场的发病幼体分离到优势生长细菌,通过形态观察、理化特征测定及16S rRNA和gyrB基因同源性分析鉴定分离菌株,同时通过人工回感实验、组织病理分析、毒力基因及毒力因子检测确定分离菌的致病性,并通过纸片扩散法进行耐药性分析。结果表明,引起罗氏沼虾蚤状幼体和仔虾大量死亡的病原为阴沟肠杆菌,代表菌株XL3-1对蚤状幼体和仔虾的LD50分别为3.2×106 CFU/mL和3.5×106 CFU/mL;该分离菌感染可引起罗氏沼虾肝胰腺小管细胞排列紊乱、间隙变大、细胞空泡化严重以及肠道肌层损伤严重;该分离菌携带铁调节蛋白基因（irp2）、铁载体外膜受体蛋白基因（fhuA）、含铁超氧化物歧化酶基因（sodB）、类志贺样毒素基因（sltA）、鞭毛蛋白基因（flaD）和外膜蛋白基因（ompX）等毒力相关基因;该分离菌具有很强的耐药性,对头孢菌素类和青霉素类药物耐药,但对喹诺酮类药物敏感。2.为了揭示阴沟肠杆菌感染罗氏沼虾后宿主免疫反应,筛选免疫相关基因,解析罗氏沼虾应答病原阴沟肠杆菌感染的分子机制,本研究对罗氏沼虾感染阴沟肠杆菌12 h后的肝胰腺组织进行转录组测序,共获得29731个高质量的unigenes。差异表达基因分析表明,在感染后12 h后出现2498个差异表达基因（DEGs）,包括1365个基因上调,1133个基因下调,其中C型凝集素（CLEC1、LEC3）、抗脂多糖因子（ALF2）、血蓝蛋白亚基（hemocyanin1）、热休克蛋白（HSP70）、超氧化物歧化酶（SOD）等免疫相关基因表达显著上调。差异基因GO富集分析发现,免疫系统过程、对刺激的反应、生物粘附和抗氧化活性等免疫应答反应和炎症反应相关的类别显著富集。差异基因KEGG富集分析显示,吞噬体、溶酶体等免疫相关的通路显著富集。为进一步研究免疫相关基因在罗氏沼虾抗阴沟肠杆菌感染中的作用,本研究根据转录组分析结果选择ALF2、CLEC1、LEC3、hemocyanin1、HSP70和SOD 6个显著上调的免疫基因,采用qRT-PCR分析感染阴沟肠杆菌后罗氏沼虾肝胰腺、鳃、肠道和血细胞中免疫基因在不同时间点的差异表达,结果显示ALF2等免疫基因在感染6-24 h后表达显著上调,其中肝胰腺中ALF2、LEC3、hemocyanin1、SOD的表达量于12 h达到最大值,CLEC1、HSP70的表达量于24 h达到最大值;血细胞中ALF2、HSP70的表达量于6 h达到最大值,hemocyanin1、SOD的表达量于12 h达到最大值,CLEC1、LEC3的表达量于24 h达到最大值;鳃中hemocyanin1的表达量于6 h达到最大值,HSP70、SOD的表达量于12 h达到最大值,ALF2、CLEC1、LEC3的表达量于24 h达到最大值;在肠道中SOD的表达量于6h达到最大值,ALF2、CLEC1、HSP70的表达量于12 h达到最大值,LEC3的表达量于24 h达到最大值;研究表明ALF2等免疫相关基因在罗氏沼虾抵御阴沟肠杆菌感染过程中发挥重要作用,可作为机体健康情况的监测指标。3.罗氏沼虾“铁壳虾”是制约产业发展的重要瓶颈,流行病学调查结果表明“铁壳虾”携带大量阴沟肠杆菌,同时阴沟肠杆菌也是导致罗氏沼虾幼体大量死亡的病原,因此,本研究探索了病原阴沟肠杆菌与“铁壳虾”的相关性。“铁壳虾”与健康罗氏沼虾共同养殖后,导致健康虾生长缓慢,证明了“铁壳虾”具有传染性;阴沟肠杆菌（103 CFU/mL）感染健康罗氏沼虾,可引起罗氏沼虾生长缓慢,感染30 d和60 d后,感染组罗氏沼虾的体长、体重显著低于对照组,并且几丁质酶（CHIT3）、组织蛋白酶（Cat）、保幼激素环氧水解酶（JHEH）、胰蛋白酶（TRY）、蜕皮激素受体（ECR）生长相关基因显著下调表达,同时抑制生长的蜕皮抑制激素（MIH）基因显著上调表达;另外阴沟肠杆菌感染引起罗氏沼虾生长相关基因差异表达与在“铁壳虾”中表达一致。研究结果初步显示阴沟肠杆菌是引起罗氏沼虾“铁壳虾”发生的可能原因之一。4.为进一步揭示阴沟肠杆菌在水环境中持久存活并导致罗氏沼虾幼体疾病暴发的机制,本研究以细菌适应环境和毒力调控的重要基因rpoS为切入点,深入研究rpoS基因在阴沟肠杆菌应对环境胁迫和毒力调控方面的作用机制。采用RNAi技术构建阴沟肠杆菌rpoS基因稳定沉默株,并通过qRT-PCR检测rpoS基因沉默效率,结果显示,沉默株中rpoS的表达量相对于野生株降低了 82.62%。对沉默株与野生株进行转录组测序分析,筛选得到488个DEGs,包括上调基因30个,下调基因458个,其中环境应答、生物被膜形成、细菌Ⅱ型分泌系统、鞭毛蛋白、菌毛蛋白、细菌趋化性等与生存及毒力相关基因的表达在沉默株中显著下调。差异基因KEGG通路富集分析显示,rpoS基因能够正向调控双组分系统、ABC转运蛋白、鞭毛装配、细菌趋化性、群体感应系统等生存及毒力相关通路。研究结果表明rpoS基因对阴沟肠杆菌的生存和毒力起着重要的调控作用。5.为进一步研究rpoS基因在阴沟肠杆菌逆境生存中的功能,本研究测定了 rpoS基因在环境胁迫下的表达变化,分析了沉默株与野生株在环境胁迫下的生长和存活情况、生物被膜形成能力及生存相关基因的表达。结果发现,rpoS基因在高渗和饥饿胁迫后显著上调表达;rpoS基因沉默后显著降低阴沟肠杆菌的生长能力及在饥饿、高渗、低pH、氧化应激胁迫下的存活能力,并且生物被膜形成能力也显著降低;rpoS基因能够正向调控bfr等抗胁迫和hmsh等生物被膜形成相关基因的表达,表明rpoS基因可通过调控抗胁迫基因表达和生物被膜的形成,使阴沟肠杆菌在逆境生存。此外,为进一步分析rpoS基因对阴沟肠杆菌致病性的影响,本研究分析了沉默株与野生株的运动能力、黏附能力、对罗氏沼虾的致病力及毒力相关基因表达。研究结果发现,rpoS基因沉默后导致阴沟肠杆菌运动能力、黏附能力以及对罗氏沼虾的致病性和定植能力显著降低;rpoS能够正向调控阴沟肠杆菌的Ⅱ型分泌系统、鞭毛蛋白、菌毛蛋白、细菌趋化性等毒力相关基因的表达,进而调控其运动、黏附、定植及毒力。本研究揭示了阴沟肠杆菌对罗氏沼虾的致病性,以及其与“铁壳虾”发生的相关性,同时阐明了rpoS基因在阴沟肠杆菌逆境生存和毒力调控中的作用机制,研究结果将为预防和控制由阴沟肠杆菌引起的罗氏沼虾疾病提供理论支持。