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大熊猫是世界生物多样性保护的旗舰物种,每天食入约12.5 kg竹子。大熊猫肠道结构短不能消化其中的大部分纤维素,依赖于肠道菌群。枯草芽孢杆菌能形成芽孢,分解纤维素,协助大熊猫消化竹子,在面对环境压力胁迫时具有很强的环境适应能力。在原核生物中有一种非编码小RNA(sRNA),在细菌的物质代谢、环境适应、群体感应和细菌毒力等方面发挥了重要的转录后调节作用。sRNA可以在转录后水平与靶基因互补配对促进/抑制mRNA的翻译,sRNA在基因转录后水平发挥十分重要的调控作用。实验室从大熊猫肠道中分离得到枯草芽孢杆菌HH2菌株,将其分别培养于葡萄糖和纤维素培养基,提取RNA反转录建立cDNA文库进行高通量测序,分析转录组表达差异,选取有效序列,发现两个样本绝大部分序列由sRNA组成。在预测到的这些sRNA中,sRNA-C12P在纤维素和葡萄糖培养基两个组别中表达差异非常大,可能是一个新发现的与高纤维环境适应相关的关键sRNA。为了验证sRNA-C12P是否存在,及其是否对枯草芽孢杆菌适应高纤维环境有调控作用,本研究进行了以下试验:1.通过RNA体外反转录扩增C12P片段,荧光定量PCR检测HH2分离株sRNA-C12P在不同碳源培养环境中的表达差异;2.通过基因敲除构建sRNA-C12P缺失型菌株HH2ΔC12P;3.对比HH2分离株与HH2ΔC12P纤维素分解能力差异。结果:1.HH2菌株存在sRNA-C12P,且随着培养基中纤维素浓度升高sRNA-C12P表达量呈上升趋势;2.同源置换构建HH2ΔC12P成功;3.对比C12P基因敲除前后菌株生长情况和纤维素分解能力,发现HH2ΔC12P在全纤维素培养基中适应期时间长于葡萄糖培养基,在葡萄糖培养基中生长速度大于纤维素培养基;原菌株纤维素水解圈直径为28.04±0.22mm,C12P基因敲除后,菌株纤维素分解能力降低,纤维素分解圈直径为10.96±0.12mm。综上所述,大熊猫肠道枯草芽孢杆菌HH2分离株中含有sRNA-C12P,并在纤维素培养基中大量表达,敲除sRNA-C12P基因后,菌株在高纤维素环境胁迫下的适应能力降低。刚果红纤维素钠试验显示HH2ΔC12P纤维素分解能力被抑制,但没有彻底消失,说明C12P对HH2株适应高纤维环境具有一定的调控作用,但其具体调控机制仍需要进一步研究。