产肠毒素性大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia E. coli，ETEC)是一类引起人和幼畜(初生仔猪、犊牛等)腹泻的主要病原菌。近年来，控制ETEC的抗生素的滥用导致耐药性人畜共患细菌病原体的出现，对公众健康已经构成威胁。益生菌制剂因其安全无毒副作用已经逐渐取代抗生素应用到生产中。益生菌的益生作用除了控制肠道致病菌之外，还能改善肠道菌群，调节宿主免疫。但是如何从大量的微生物中筛选出我们所需要的有特定益生功能的益生菌是现在益生菌研究面临的主要问题之一。体外模型筛选虽然方便快捷，但是与体内环境差异大，而动物模型个体差异较大，成本昂贵，所耗的人力、物力较大。因此，从研究成本、技术可行性和应用前景考虑，结构简单，繁殖时间短，遗传信息清楚，免疫防御系统高度保守，已被广泛动物模型系统研究病理、神经学、细胞生物化学及药物反应过程等诸多方面的秀丽隐杆线虫可以作为潜在的动物模型筛选有特定益生作用的乳酸菌。在本文的研究中，建立了ETEC JG280致死线虫模型，以及保护线虫抵抗ETEC JG280的乳酸菌快速筛选模型，并利用快速筛选模型挑选出保护效果最好的一株玉米乳杆菌LB1；研究玉米乳杆菌LB1保护线虫的机理包括对ETEC JG280以及宿主的作用，最后对线虫模型和体外细胞模型筛选乳酸菌以及研究其益生机理进行了比较。论文的主要结果如下：(1)建立了ETEC JG280感染线虫模型，并以此为基础筛选能保护线虫的益生菌，建立益生菌快速筛选模型。用于筛选的13株菌对线虫有不同程度的保护效果，其中玉米乳杆菌LB1保护效果最好，线虫的存活率达到78%，罗伊氏乳杆菌CL11保护效果不显著，线虫的存活率仅有23%，其余菌株的保护效果在23%-78%之间。保护线虫效果最显著的玉米乳杆菌LB1的耐酸耐胆盐能力也较强，而保护线虫能力较差的菌株罗伊氏乳杆菌CL11的耐酸耐胆盐能力也不理想，其它菌株的耐酸和耐胆盐能力之间没有相关性。因此保护线虫能力和耐酸耐胆盐能力均较强的玉米乳杆菌LB1可以作为潜在的益生菌进一步研究其保护机理。(2)益生菌抑制致病菌起保护宿主的作用主要是两方面因素。一方面是由于抑制致病菌的生长，减少致病菌的定植；另一方面是降低致病菌毒素对宿主的毒害作用。通过透射电镜确定乳酸菌和ETEC JG280均能在线虫肠道定植，并且将线虫破碎后稀释涂平板的方法研究益生菌和致病菌在线虫体内的定植情况，发现乳酸菌的定植数量和致病菌ETEC JG280无显著差异，都在104CFU/mL左右，保护效果不同的玉米乳杆菌LB1和罗伊氏乳杆菌CL11的定植数量无显著差别，并且两株乳酸菌对于ETEC JG280的定植数量没有影响。因此乳酸菌LB1对线虫的保护作用与抑制ETEC JG280的定植无关。此外，通过对ETEC JG280的3个主要肠毒素基因进行克隆研究ETEC JG280对线虫致死作用和其肠毒素基因之间的关系。结果表明3个肠毒素中，STa和STb对线虫的致死作用和ETECJG280相当，LT的致死作用显著低于ETEC JG280。通过将线虫和玉米乳杆菌LB1共培养18h后再加入致病菌ETEC JG280的方法研究了玉米乳杆菌LB1对ETEC JG280毒素的影响，发现玉米乳杆菌LB1可以显著降低ETEC JG280毒素基因表达，并可以大大降低毒素的致死作用。综合本实验结果表明玉米乳杆菌LB1对线虫的保护作用和抑制ETEC JG280肠毒素有关。(3)通过比较对线虫保护效果有差异的乳酸菌LB1和CL11对线虫防御基因表达的影响可以发现，玉米乳杆菌LB1能显著提高MAPK和DAF-16信号通路中关键基因及抗菌肽基因的表达，而乳酸菌CL11及灭活的玉米乳杆菌LB1对防御基因表达影响较小，说明仅有活的玉米乳杆菌LB1才能发挥保护作用影响线虫免疫防御机制。当线虫中MAPK信号通路关键基因nsy-1，sek-1，pmk-1被敲除以及Daf-2/Daf-16信号通路关键基因daf-16被敲除后，线虫抵御ETEC JG280致死能力显著降低，说明这两条通路是线虫防御ETEC侵袭的重要通路。通过分析nsy-1基因缺陷型线虫和daf-16基因缺陷型线虫中抗菌肽基因的表达，发现抗菌肽基因abf-2，clec-85，lys-7，clec-60受nsy-1和daf-16基因调控，spp-1只受daf-16基因调控，而abf-3不受任何这两条信号通路的调控。和玉米乳杆菌LB1共培养18h能显著提高age-1基因缺陷型线虫，dbl-1基因缺陷型线虫，抗氧化基因sod-3基因缺陷型线虫以及skn-1基因缺陷型线虫的存活率，却不能提高nsy-1基因缺陷型线虫，sek-1基因缺陷型线虫，pmk-1基因缺陷型线虫，daf-16基因缺陷型线虫，以及部分抗菌肽spp-1，abf-3，lys-7基因缺陷型线虫的存活率。并且玉米乳杆菌LB1能显著提高age-1基因缺陷型线虫和dbl-1基因缺陷型线虫中抗菌肽基因表达，却对nsy-1基因缺陷型线虫，daf-16基因缺陷型中抗菌肽的表达没有影响。由此可见，乳酸菌可能是通过MAPK和DAF-16信号通路控制的抗菌肽基因来发挥其保护作用的。(4)通过比较线虫模型和体外细胞模型筛选乳酸菌拮抗ETEC发现，CL9，K16，K67，S33，LB1这5株乳酸菌在两个模型中保护效果均较好，CL10，CL11，CL12，K30，S20这5株菌在两个模型中都属于保护效果不佳的乳酸菌，剩余4株菌K67，S8，S64，S65在两个模型中表现差异较大。相关性分析显示，这些乳酸菌在两个不同模型中的保护效果相关性显著R=0.61(P<0.0001，N=42)。总体而言，14株乳酸菌在两个模型中保护效果类似。进一步选取在两个模型中保护效果均最好的罗伊氏乳杆菌CL9，比较它在两个模型中对ETEC肠毒素基因，肠毒素基因克隆以及宿主免疫调节的作用。结果显示，罗伊氏乳杆菌CL9在两个模型中对宿主的保护机理类似，都能抑制肠毒素基因的表达，显著减少肠毒素克隆的致死作用。