南京农业大学叶可萍教授团队IJFM重要成果:两株隆德假单胞菌在生鲜肉中的协同渗透作用
- 2026-05-15 22:40:46
南京农业大学叶可萍教授团队IJFM重要成果:两株隆德假单胞菌在生鲜肉中的协同渗透作用
2026年4月，南京农业大学叶可萍教授团队在国际食品Top期刊《International Journal of Food Microbiology》（Q1，IF: 5.2）发表题为“From surface to deep tissues: Co-penetration mechanisms of two Pseudomonas lundensis strains to accelerate the spoilage in fresh pork”的研究性论文。南京农业大学硕士研究生张瑜萍为第一作者，通讯作者为南京农业大学肉品质量控制与新资源创制全国重点实验室叶可萍教授。 
文章导读 生鲜肉营养丰富，在加工与贮藏中易被腐败微生物污染，腐败菌会从肉品表面向深层组织渗透，破坏肌肉结构、加速蛋白与脂质降解，引发品质劣变并带来食品安全风险。该研究选取两种运动表型迥异的隆德假单胞菌菌株 PLA 与 PLB 为对象，系统评估共培养对其渗透行为的影响，结合体外实验、荧光标记激光共聚焦显微观测与转录组学分析，探究菌株在鲜猪肉中的共渗透特征及分子机制，分析其渗透行为对猪肉腐败的作用，揭示了两种隆德假单胞菌共培养可通过 “运动性结合营养摄取与利用” 的协同机制，加速向鲜猪肉深层组织渗透定植，同时显著上调鞭毛组装、趋化性、糖 / 氨基酸 / 硫代谢及 ABC 转运系统相关基因，提升菌株扩散与蛋白水解能力，加剧肌肉微观结构破坏、蛋白降解与腐败物质积累，成为鲜猪肉深层腐败的重要驱动力。这一发现为阐明生鲜肉中腐败菌的渗透互作机制、防控鲜猪肉微生物腐败提供了关键理论支撑。 结果与讨论 
图1显示，PLA单独培养时运动能力较弱，而PLB表现出较强的运动能力；当两株菌共培养后，菌落扩散范围进一步扩大，且PLA在与PLB共同存在时表现出更明显的扩散趋势。同时，混菌组在猪肉汁琼脂平板上形成的水解圈显著大于单菌组，说明两株菌共培养后对肉源性蛋白底物的降解能力增强。 
图2构建了鲜猪肉分层渗透模型，并动态比较不同处理组在0、4、10和16 h时各肉层中的假单胞菌数量。结果显示，0 h时各组第一层菌数基本一致，第二层未检出细菌，说明初始接种状态一致；贮藏4 h后，混菌组率先进入第二层；10 h时，混菌组在第二层和第三层中的菌数均显著高于单菌组；16 h时，混菌组在第二层中仍保持较高菌数。该结果说明，PLA与PLB共培养能够加快细菌向肉内部渗透的速度，并增强其在深层组织中的定植能力，提示两株菌之间存在协同渗透效应。 
图3利用荧光标记和激光共聚焦显微镜观察PLA和PLB在猪肉组织中的空间分布。结果显示，红色荧光标记的PLA和绿色荧光标记的PLB主要分布在肌纤维间隙、组织裂隙等区域，而较少出现在完整肌纤维内部，说明肌纤维束间隙和结缔组织通道可能是隆德假单胞菌向肉内部迁移的重要路径。在混菌组中，两种荧光信号常出现在相近的组织区域，表明两株菌可能共享相同的组织微环境并发生空间共定位。这种空间上的共同定植有利于两株菌共同利用局部营养物质，并进一步促进协同渗透。 
图4展示了PLA和PLB在共培养条件下的转录组响应。结果显示，PLA中与鞭毛组装和趋化运动相关的基因显著上调，提示共培养可能激活其运动能力和环境感知能力；同时，两株菌中与氨基酸代谢、碳水化合物代谢、硫代谢、ABC转运系统及TonB-ExbB能量转导系统相关的基因也发生明显变化。该结果说明，混菌状态下细菌不仅表现出更强的运动潜力，还可能具有更高的营养摄取、转运和代谢适应能力。 
图5显示，贮藏16 h后，各处理组中可溶性肽、TVB-N、氨含量和MFI整体呈现随肉层加深而降低的趋势，说明腐败作用主要从表层向深层逐渐减弱。值得注意的是，PLA+PLB混菌组在第一层和第二层中的可溶性肽、TVB-N、氨含量以及MFI普遍高于单菌组，表明共培养不仅促进细菌向深层组织渗透，也增强了对肌肉蛋白的分解能力和对肌原纤维结构的破坏作用。该结果将“渗透行为”与“腐败表型”联系起来，说明两株菌的协同作用可推动腐败由表层向内部扩展。 
图6的扫描电镜结果进一步证明了混菌对肉组织结构的破坏作用。对照组肌纤维排列较为紧密，组织结构相对完整；单菌处理后，肌纤维间隙扩大、结构变得疏松，并出现不同程度的纤维断裂或孔隙；而PLA+PLB混菌组在第一层和第二层中表现出更明显的肌纤维松散、孔洞增多和组织完整性下降。该结果说明，两株菌协同作用可加剧肉组织微结构损伤，而组织结构的松散化又可能进一步降低细菌向深层渗透的物理阻力，从而形成“渗透促进腐败、腐败反过来促进渗透”的连续过程。 结论 因此，研究认为PLA 和PLB 的协同致腐并不是单一因素导致的，而是由“运动能力增强—营养获取和代谢利用加强—肌肉组织结构破坏加剧”共同驱动的结果。两株隆德假单胞菌通过这种协同机制促进其由鲜猪肉表面向深层组织渗透，并加速鲜猪肉深层腐败进程。 原文链接 https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2026.111808
通讯作者简介 
叶可萍，南京农业大学教授、博士生导师，现任国家肉品质量安全控制工程技术研究中心副主任，南京农业大学食品科技学院食品质量与安全系主任，农业农村部肉及肉制品质量检验测试中心（南京）质量负责人。近年来主要围绕肉品品质及贮藏保鲜、肉品中病原菌预测与控制、真菌蛋白仿制肉等方向开展研究工作。主持国家自然科学基金面上项目和青年项目3项，国家“十四五”重点研发计划项目课题、国家“十四五”重点研发计划揭榜挂帅项目任务，以及江苏省自然科学基金面上项目、新疆重大科技专项任务、国家食品安全风险评估中心项目和企业重大产学研合作项目等20余项。以第一作者或通信作者在Chemical Engineering Journal、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Food Control、Food Packaging and Shelf Life、Frontiers in Cellular and Infection Microbiology、International Journal of Molecular Sciences、Frontiers in Microbiology、Meat Science、Food Research International等期刊发表论文70余篇。申请发明专利5项，获授权发明专利2项、实用新型专利2项，参与制定标准1项，参编教材与书籍2部，获中国食品科学技术学会科技创新一等奖。
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南京农业大学叶可萍教授团队IJFM重要成果：两株隆德假单胞菌在生鲜肉中的协同渗透作用
本研究表明，两株隆德假单胞菌 PLA 和 PLB 在鲜猪肉中存在明显的协同渗透作用。与单菌相比，二者共培养后不仅增强了体外运动扩散能力和蛋白水解能力，而且能够更快地从猪肉表面向深层组织迁移，并在较深肉层中形成更高水平的定植。荧光共聚焦观察显示，两株菌主要沿肌纤维间隙和结缔组织裂隙向内渗透，提示这些组织结构是其进入肉内部的重要通道。
从分子机制上看，共培养条件下，PLA 的鞭毛组装和趋化相关基因显著上调，而两株菌中与氨基酸代谢、碳水化合物代谢、硫代谢、ABC 转运系统以及 TonB-ExbB 能量转导系统相关的基因也发生明显上调或改变，说明混菌互作增强了细菌的运动能力、营养摄取能力和代谢适应能力。
在肉品品质方面，混菌组显著提高了猪肉中可溶性肽、TVB-N、氨含量和肌原纤维小片化指数，并造成更严重的肌肉微结构破坏，说明两株菌的协同渗透与蛋白降解、组织结构损伤和腐败加速密切相关。
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