巴氏醋酸杆菌对发酵中醋酸胁迫的生理应答

摘要:【目的】研究Acetobacter pasteurianus CICIM B7003 对醋酸发酵形成的酸胁迫环境在细胞形态、生理、代谢方面的响应,初步提出巴氏醋杆菌的动态耐酸机制模型,为高酸度高强度液态深层醋酸发酵提供理论帮助。【方法】在9 L自吸式发酵罐中用A.pasteurianus CICIM B7003发酵醋酸,选取不同生长阶段细胞检测其荚膜多糖含量、膜不饱和脂肪酸含量、耐酸基因转录水平、乙醇呼吸链酶和ATP酶活性,研究醋酸菌形态、生理和代谢随醋酸积累的变化。【结果】醋酸的存在能减少细胞分泌荚膜多糖,发酵中多糖占细胞干重百分比由最初2.5%下降到0.89%;随发酵进行细胞膜不饱和脂肪酸占膜总脂肪酸含量显著提高,致使细胞膜流动性增加;耐酸基因相对转录水平显著提高而提升了细胞对酸性环境的抗性;乙醇呼吸链酶和ATP 酶活性随醋酸积累也显著提高,为细胞提供足够的能量以满足耐酸机制对能量的需求。【结论】初步确定A.pasteurianus CICIM B7003主要依靠改变细胞膜脂肪酸组分、激活耐酸基因转录、增强乙醇呼吸链活力及快速产能等机制的协同作用,实现对酸胁迫的制衡。     

巴氏醋杆菌高酸度醋发酵过程的能量代谢分析

【目的】初步分析了Acetobacter pasteurianus CICIM B7003-02在醋酸发酵过程中的能量代谢状况, 通过强化细胞能量代谢水平以提升菌株高酸发酵的产酸强度。【方法】探明A. pasteurianus CICIM B7003-02在高酸度醋发酵的不同阶段中三羧酸循环底物含量、乙醇呼吸链酶活及能量代谢酶基因的转录水平等代谢特点, 分析用于醋酸发酵的产能代谢途径及其作用。【结果】发现A. pasteurianus CICIM B7003-02在醋酸发酵初期, 主要通过苹果酸/琥珀酸回补偶联有氧呼吸途径产能。进入醋酸快速积累阶段, 乙醇呼吸链为主要供能代谢途径。发酵后期苹果酸/琥珀酸回补途径配合乙醇呼吸链供能。基于上述研究, 采取添加琥珀酸和苹果酸强化细胞产能, 促进高酸度醋发酵强度。【结论】能量供给影响醋杆菌耐酸能力和醋酸生产能力。确定乙醇呼吸链为醋酸发酵的主要供能系统。强化细胞产能手段可达到提高醋酸发酵强度的目的。     

醋酸胁迫对Acetobacter pasteurianus产酸呼吸链活力的影响

【目的】以巴氏醋酸杆菌工业菌株沪酿1.01和模式菌株Acetobacter pasteurianus ATCC33445为研究对象,研究工业菌株与模式菌株在高浓度醋酸胁迫下的产酸发酵时呼吸链酶活、相关基因转录水平的变化规律。【方法】检测两种菌株在0、1%、2%、3%不同初始醋酸浓度下的生物量、产酸以及酶活,并通过实时荧光定量PCR检测呼吸链相关酶合成基因的相对转录水平变化。【结果】两种菌株在1%初始醋酸浓度下产酸能力最强,发酵48 h平均产酸速度达到0.667 g/(L·h);两种菌株的ADH(乙醇脱氢酶)和ALDH(乙醛脱氢酶)酶活也达到最高,平均为12.01和9.77 U/mg;相关酶合成基因的相对转录水平较无底酸均提高。当初始醋酸浓度上升至2%和3%时,菌体酶活、产酸能力逐渐下降,呼吸链上的adh、cyt bd、cyt o和fap A基因转录水平上升,其余基因都降低。【结论】确定了巴氏醋酸杆菌在高初始浓度醋酸条件下,菌体会自发提高adh基因的转录水平,启动底物磷酸化,并将醋酸泵出到胞外;同时aldh基因的表达受到抑制,降低产酸,从而维持体内较低醋酸浓度。此外,呼吸链上其他外排相关酶转录水平也会提升,如cyt bd和cyt o,辅助底物磷酸化进程,加快释放能量。     

比较基因组学解析谷物醋醋醅中巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌的功能差异

【目的】基于比较基因组分析,探究镇江香醋醋醅中不同醋酸菌的功能差异。【方法】利用分离培养技术结合16SrRNA基因全长测序获得不同分类地位的醋酸菌;应用比较基因组学结合发酵性能实现不同醋酸菌生长和代谢的差异比较。【结果】巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌为镇江香醋醋醅中的主要醋酸菌。其中,欧洲驹形杆菌的GC含量更高、基因组更大。功能注释结果表明巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌的碳水化合物、氨基酸相关基因数量及种类差异较大,欧洲驹形杆菌的碳水化合物活性酶数量更多。相比巴氏醋杆菌,欧洲驹形杆菌中富集的功能差异基因主要参与磷酸戊糖途径、脂肪酸生物合成、果糖和甘露糖代谢等代谢途径。验证结果表明欧洲驹形杆菌可通过产生更多的乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶和大量的ATP,并改变细胞膜脂肪酸组成来提高乙醇的转化率。【结论】明确了巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌基因之间的差异。欧洲驹形杆菌通过更多的能量积累、更高的乙醇转化相关酶酶活力和细胞膜脂肪酸组成的改变,来改善胞内微环境以适应高酸环境。本研究得到的结果可加深对不同醋酸菌耐酸机制的理解。     

超高压处理对副溶血性弧菌细胞膜组成成分的影响

【目的】探讨水产品中副溶血性弧菌基于细胞膜损伤和修复的耐超高压胁迫机制。【方法】以80-250MPa超高压多次处理原始敏感菌株,从中筛选分离副溶血弧菌的耐压菌株,通过紫外分光光度法测定超高压处理前后细胞膜通透性的变化;采用SDS-PAGE电泳技术分析原始敏感菌株与耐高压胁迫菌株细胞膜可溶性蛋白的差异,采用超微量Na+K+ATP酶试剂盒分别测定原始菌株与耐压菌株的Na+K+ATP酶活性,用GC-MS法分析耐压菌株与原始菌株细胞膜脂肪酸组成的差异。【结果】分离获得的副溶血弧菌耐压菌株直接经250 MPa压力胁迫处理,存活量可较原始菌株提高103数量级。当处理压力大于400 MPa时,耐压菌株上清液中核酸物质泄露与原始菌株差异显著。耐压菌的可溶性膜蛋白在分子量为36 kDa处浓度明显增加,Na+K+ATPase酶活性比原始菌株提高了83.3%,细胞膜不饱和脂肪酸含量由51.57%变为54.23%。【结论】原始的副溶血性弧菌在250 MPa压力处理后存活率为0.0008%,而耐高压胁迫菌株在250 MPa压力处理后存活率可达到0.28%。经超高压处理分离得到的耐压菌株细胞膜上低分子量可溶性膜蛋白含量高于原始菌株、Na+K+ATPase酶活性显著高于原始菌株、不饱和脂肪酸比例加大,这些细胞膜上的主要成分含量的变化均与菌株耐压性有关。     

XRE家族转录因子XrpA调控粘质沙雷氏菌的耐酸能力

【背景】工业菌株的耐酸能力是发酵过程中的一大挑战。粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)作为肠杆菌科的一种细菌,可生成2,3-丁二醇、乙偶姻和灵菌红素等高附加值产品。然而目前对于粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制尚不清楚。【目的】通过对转录调控因子XrpA的挖掘以及对其功能的研究,探究粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制,为改善工业菌株耐酸能力提供新的策略。【方法】通过对粘质沙雷氏菌进行转座子插入突变,构建了一个Tn5G转座子插入突变文库,利用文库筛选了一株酸敏感型突变株,并对其进行测序鉴定;同时还对突变菌株中与耐酸相关关键基因的转录水平以及细胞膜通透性、细胞膜完整性和H+-ATPase的活性变化进行检测。【结果】发现了一个响应酸胁迫的转录调控因子BVG90_23400,其属于XRE超级家族转录调控因子,命名为XrpA。在酸性条件下,与野生型菌株(JNB5-1)相比,xrpA被阻断后导致了粘质沙雷氏菌多种表型的变化,其中包括生物量显著下降、H+-ATPase活性降低、细胞膜的通透性以及完整性受到破坏。【结论】 XrpA影响粘质沙雷氏菌耐酸能力的分子机制是通过对细胞膜通透性、细胞膜完整性以及H+-ATPase活性的正向调节来维持细胞在酸性条件下的内环境稳态。同时,XrpA可以通过调节酸性应激反应基因的转录水平来影响细胞内环境稳态,从而调控粘质沙雷氏菌对低pH的耐受能力。     

酸胁迫下琥珀酸放线杆菌的生理及转录应答

【目的】通过琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes CGMCC1593对酸胁迫的生理应答和转录组学分析,探究琥珀酸放线杆菌酸胁迫的机制。【方法】测定不同pH对细胞生长、H+-ATPase、细胞内pH的影响;测定酸胁迫前后细胞膜和谷氨酸脱氢酶的变化、谷氨酸对琥珀酸放线杆菌生长的影响;通过RNA-seq测序分析酸胁迫条件下的差异表达基因。【结果】随pH值的降低,细胞生长受抑制,H+-ATPase的活性下降。pH 4.7酸胁迫后,细胞膜受到严重损伤,谷氨酸对酸胁迫后的细胞有保护作用,GDH酶活响应酸胁迫后略有增加。酸胁迫后,39个基因差异表达较为显著,其中49%基因属于应激蛋白、转运蛋白,小部分基因与代谢相关。【结论】本文探究了琥珀酸放线杆菌酸胁迫下的生理及转录应答,研究结果可为寻找增强琥珀酸放线杆菌耐酸性策略提供参考。     

天冬氨酸提高乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000酸胁迫抗性的作用机制

【背景】乳酸菌作为重要的发酵微生物在应用过程中面临广泛存在的酸胁迫。【目的】确认天冬氨酸可有效提高乳酸乳球菌的酸胁迫抗性,通过解析天冬氨酸的作用机制,为进一步提高乳酸菌酸胁迫抗性提供可借鉴的思路。【方法】通过荧光定量PCR比较胁迫条件下天冬氨酸对L.lactisNZ9000产能和氨基酸代谢途径中关键基因转录水平的影响,并通过过量表达天冬酰胺酶增加胞内天冬氨酸的含量。【结果】天冬氨酸主要是在转氨酶的作用下生成草酰乙酸和谷氨酸。草酰乙酸参与三羧酸循环,为细胞提供更多的能量;谷氨酸经谷氨酸脱羧酶途径提高细胞的酸胁迫抗性。经pH4.0胁迫处理后,天冬氨酸使糖酵解和三羧酸循环产能途径中关键基因转录上调,胞内ATP含量为对照组的42倍;胞内谷氨酸含量为对照的1.99倍。通过过量表达天冬酰胺酶获得的重组菌株,在pH3.6条件下胁迫0.5h后,存活率约为对照组的11.11倍。【结论】在L. lactis NZ9000中探究了天冬氨酸提高酸胁迫抗性的作用机理,进一步完善了氨基酸代谢提高乳酸菌酸胁迫抗性的理论基础。     

乙酰辅酶A合成代谢对酿酒酵母生理功能的影响

【目的】研究酿酒酵母(Saccharomycesc erevisiae)中乙酰辅酶A合成酶基因ACS1和ACS2的生理作用。【方法】将来源于S.cerevisiae的ACS1和ACS2分别进行过量表达,研究过量表达ACS1和ACS2后S.cerevisiae胞内乙酰辅酶A含量、ATP水平、甲羟戊酸途径转录和乙醇耐受性等生理学特性变化。【结果】与出发菌株相比,过量表达ACS1和ACS2使得:(1)胞内乙酰辅酶A含量提高了2.19倍(ACS1)和5.02倍(ACS2);(2)胞内ATP含量提高了3.93倍(ACS1)和2.05倍(ACS2);(3)甲羟戊酸途径8个关键基因表达量显著上调;(4)S.cerevisiae对乙醇胁迫抵御能力显著增强。过量表达ACS1对乙醇胁迫的耐受能力强于过量表达ACS2。【结论】增加胞内乙酰辅酶A的含量可以显著增加甲羟戊酸途径碳代谢流量,并增强S.cerevisiae对发酵过程主要副产物乙醇的耐受能力。     

醋酸菌耐酸机理及其群体感应研究新进展

醋酸菌(acetic acid bacteria,AAB)是一类严格好氧的革兰氏阴性细菌,因其乙醇氧化生成醋酸能力强、高耐醋酸等特性而成为食醋发酵的主要工业菌种。醋酸菌的耐酸性对于高酸度食醋生产具有重要意义。随着醋酸菌的蛋白组学及基因组学研究的深入,其糖代谢、蛋白质代谢、脂代谢及应激响应等分子机制或过程也得到更多的阐释;葡糖醋杆菌中有关群体感应系统的研究报道则为从信号通路角度探索醋酸菌的耐酸机制提供了新的思路,进而对于高耐酸醋酸菌的选育以及醋酸发酵工艺的优化具重要的参考意义。本文在简介蛋白组、基因组研究的基础上,着重综述醋酸菌群体感应的研究进展。     

甲苯胁迫下有机溶剂耐受菌Anoxybacillus flavithermus ssp．yunnanesis E13T膜脂肪酸的变化

摘要:【目的】探讨目前唯一具有有机溶剂耐受性的嗜热细菌新物种Anoxybacillus flavithermus ssp．yunnanesis E13T甲苯胁迫下膜脂肪酸的变化。【方法】在不同条件下培养菌株E13T,收集细胞,提取脂肪酸,采用气相色谱-质谱(GC-MS)对脂肪酸进行定量测定分析。【结果】0.3% (V/V)甲苯胁迫下生长时,菌株E13T是在从延滞期进入初始生长的时刻显著上调饱和直链脂肪酸含量,然后随着菌体的生长,饱和直链脂肪酸的含量持续减少;在100%甲苯幸存实验中,菌株E13T的饱和直链脂肪酸的增加幅度更为显著。【结论】与常温下的有机溶剂耐受菌一样,A．flavithermus ssp．yunnanesis E13T也是通过调节细胞膜上的脂肪酸,促使细胞膜变硬以抵御甲苯毒性。但是它是通过调节饱和直链脂肪酸,而不是像常温下的有机溶剂耐受菌那样调节不饱和脂肪酸。     

松萝内生酿酒酵母菌株耐酸生理特性与分子机制探究

【目的】对我国西藏地区来源的不同酵母菌株进行有机酸发酵性能测试,此外,对具有良好产酸性能的分离自松萝内部的酿酒酵母菌株Saccharomyces cerevisiae 2-2进行耐酸性能分析,并探究其耐酸较强的分子机制。【方法】比较不同糖浓度培养基液体发酵培养过程中pH的变化,并比较低pH胁迫条件下菌株的生长,检测酿酒酵母菌株的产酸潜力和耐酸特性;对菌株2-2和模式酵母菌株S288C进行比较基因组分析,并利用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)分析关键基因的转录,探究菌株2-2耐酸分子机制。【结果】松萝内生酿酒酵母2-2在所有检测的菌株中产酸潜力较大,耐酸性能较好。在菌株2-2中与胁迫耐受性相关的基因PDR15、PDR12和SUR1在低pH胁迫条件下存在显著的上调或下调,但这些基因转录变化趋势与菌株S288C相反。【结论】松萝内生酿酒酵母2-2是一株产酸耐酸性能较好的菌株,对其独特的调节机制进行深入分析,有希望选育性能更好的产酸酵母菌株。     

冷冻致亚致死损伤的金黄色葡萄球菌修复机制

摘要:【目的】研究冷冻致亚致死损伤的金黄色葡萄球菌修复过程中的细胞修复机制。【方法】本文以冷冻致亚致死损伤的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)为研究对象,探讨了不同修复时间细胞的修复情况;利用透射电子显微镜观察修复启动过程中超微结构的变化;通过实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法测定了修复过程中转录弱化子(msrR)、铁离子ABC转运ATP结合蛋白(fhuC)、细胞色素b(cytB)基因表达量的变化,通过紫外分光光度法测定细胞外泄漏物含量、细胞活性氧(ROS)和超氧化物歧化酶( SOD)活性。【结果】修复3 h后,99%以上冷冻致亚致死损伤的金黄色葡萄球菌完成修复,修复后细胞对高盐胁迫抗性恢复。Real-time PCR分析结果表明,msrR和fhuC基因表达量显著下调,而cytB表达量显著上调。修复过程中冷冻致亚致死损伤的金黄色葡萄球菌细胞表面超微结构变化比较明显,细胞表面从光滑透明变得致密结实,细胞内紫外吸收物质泄漏速度也在逐渐变慢,同时细胞中的ROS含量降低,SOD酶活性减弱。【结论】冷冻致亚致死损伤的金黄色葡萄球菌修复过程中,可能是通过细胞膜完整性的修复,细胞恢复对高盐胁迫的抵抗能力;通过基因调控降低细胞内ROS的含量,降低活性氧(O－2)对细胞的毒害作用。同时通过产能代谢相关基因(cytB)的调控为细胞提供修复所需要的能量,最终冷冻致亚致死损伤的细胞得到修复。     

用超微细胞化学定位技术揭示ATP酶 在紫茎泽兰高温适应性中的作用

【背景】外来入侵植物紫茎泽兰自然演化出耐高温种群,其适应机制与各种生理代谢有关。【方法】本文从超微细胞化学水平,对紫茎泽兰抗高温种群、敏感种群ATP酶活性定位,明确其在高温适应性中的作用,试图阐明该草的生态适应机制。【结果】正常情况下,紫茎泽兰ATP酶主要定位于细胞壁及细胞间隙周围的细胞壁表面;经40 ℃高温处理后,在不同的处理时间下,抗性、敏感种群之间ATP酶的活性表现出明显差异,其中以处理12 h时差异最大,具体表现为抗高温种群的ATP酶活性明显高于敏感种群,ATP酶的定位点除细胞壁外,在细胞膜上也呈现大量的分布,而敏感种群在处理12 h时的酶活性明显降低,只在细胞壁上有零星的分布。处理24 h时,敏感种群叶片已完全萎蔫,细胞结构毁坏,细胞膜破损;而抗高温种群叶片仍然完好,细胞膜上仍有ATP酶分布。【结论与意义】经40 ℃高温处理后,紫茎泽兰抗高温种群ATP酶活性明显高于敏感种群,初步认为紫茎泽兰对高温的适应性与ATP酶活性相关。本研究为进一步阐明与紫茎泽兰适应性相关的入侵机理提供了资料。     

用超微细胞化学定位技术揭示ATP酶在紫茎泽兰高温适应性中的作用

【背景】外来人侵植物紫茎泽兰自然演化出耐高温种群,其适应机制与各种生理代谢有关。【方法】本文从超微细胞化学水平,对紫茎泽兰抗高温种群、敏感种群ATP酶活性定位,明确其在高温适应性中的作用,试图阐明该草的生态适应机制。【结果】正常情况下,紫茎泽兰ATP酶主要定位于细胞壁及细胞间隙周围的细胞壁表面;经40℃高温处理后,在不同的处理时间下,抗性、敏感种群之间ATP酶的活性表现出明显差异,其中以处理12h时差异最大,具体表现为抗高温种群的ATP酶活性明显高于敏感种群,ATP酶的定位点除细胞壁外,在细胞膜上也呈现大量的分布,而敏感种群在处理12h时的酶活性明显降低,只在细胞壁上有零星的分布。处理24h时,敏感种群叶片已完全萎蔫,细胞结构毁坏,细胞膜破损;而抗高温种群叶片仍然完好,细胞膜上仍有ATP酶分布。【结论与意义】经40℃高温处理后,紫茎泽兰抗高温种群ATP酶活性明显高于敏感种群,初步认为紫茎泽兰对高温的适应性与ATP酶活性相关。本研究为进一步阐明与紫茎泽兰适应性相关的入侵机理提供了资料。     

极长链脂肪酸的合成缺陷对酵母细胞膜的稳定性和多烯类药物敏感性的影响

【背景】脂肪酸延长酶家族参与脂肪酸代谢具有真核生物的高度保守性,且与膜脂的代谢密切相关。但细胞极长链脂肪酸(Very long-chain fatty acid,VLCFA)的合成缺陷对膜的稳定性及多烯类药物的敏感性影响并不完全明晰。【目的】探究细胞VLCFA延长酶ELO1、ELO2和ELO3的作用及功能。【方法】研究脂肪酸延长酶缺陷型elo1?、elo2?和elo3?对多烯类药物两性霉素B (Amphotericin B,AmB)、制霉菌素(Nystatin,Ny)及唑类硝酸益康唑(Econazolenitrate,Eco)的响应,检测不同酵母细胞的麦角固醇,检测其对Na+的响应及胞内钠钾离子水平。【结果】发现细胞VLCFA延长酶ELO2和ELO3缺陷后对AmB高度敏感;VLCFA延长酶缺陷突变株elo2?和elo3?对其它多烯类药物Ny及唑类药物Eco也十分敏感;细胞膜不饱和脂肪酸增加也会改变膜的稳定性,实验结果表明外源油酸(Oleic acid,OLA)增加了elo2?和elo3?突变体的AmB敏感性;相对野生型BY4741和elo1?,缺陷菌株elo2?和elo3?中麦角固醇的含量有显著下降;钠钾离子平衡是维护细胞正常生理的必要条件,也是检测细胞膜稳定性的重要参数,发现VLCFA的合成缺陷菌株对高浓度的NaCl比野生型菌株更敏感,使用ICP-AES检测不同浓度AmB胁迫下细胞内钠钾离子水平,也显示VLCFA延长酶缺陷菌株中,钠水平表现出上升趋势,并且细胞内钾含量明显降低。【结论】细胞VLCFA的合成缺陷会导致细胞膜更脆弱、稳定性下降,从而提高真菌对多烯类药物的敏感性,也表明脂肪酸延长酶是潜在的抗真菌治疗靶点。     

精氨酸代谢途径抗酸关键基因对乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000胁迫抗性的影响

【目的】寻找精氨酸代谢途径中与酸胁迫相关的关键作用因素。【方法】通过在Lactococcus lactis NZ9000中分别过量表达来源于Lactobacillus casei Zhang的精氨酰琥珀酸合成酶(ASS)和精氨酰琥珀酸裂解酶(ASL)改变精氨酸代谢提高酸胁迫抗性。【结果】与对照菌株对比,重组菌株在环境胁迫下表现了较高的生长性能、存活率和发酵性能。生理学分析发现,酸胁迫环境下,重组菌株细胞有较高的胞内NH4+、ATP含量和H+-ATPase活性,并显著提高了精氨酸脱亚胺酶(ADI)途径中的氨基酸浓度。进一步的转录分析发现,天冬氨酸合成、精氨酸代谢相关的基因转录水平上调。【结论】在L.lactis NZ9000中过量表达ASS或ASL可以引发精氨酸代谢流量的上调,进而提高了细胞的多种胁迫抗性。精氨酸合成途径广泛存在于多种微生物中,为微生物,尤其是工业微生物提高胁迫抗性提供了新思路。     

产酱香地衣芽孢杆菌CGMCC 3963耐受特征及基于转录组学的耐受机制分析

【目的】地衣芽孢杆菌是茅台酒高温大曲中能产酱香风味物质的主要微生物,对酱香型白酒的酿造具有重要价值。而酱香型白酒的酿造环境具有高渗、高温、酸性、高乙醇胁迫等特征,研究产酱香地衣芽孢杆菌在环境胁迫下的耐受特征有利于认识酱香型白酒的酿造特征。【方法】以一株产酱香地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis CGMCC 3963)为研究对象,测定其耐渗、耐酸、耐乙醇特征,并从比较转录组学角度系统分析B.licheniformis CGMCC 3963的耐受机制。【结果】B.licheniformis CGMCC 3963在15%的KCl、15%的Na Cl、p H 4.0的酸性环境或6%乙醇浓度下的生长情况明显优于不产酱香的模式菌株B.licheniformis ATCC 14580。转录组比较分析显示B.licheniformis CGMCC 3963中一系列与耐受相关的基因表达有差异。【结论】来源于酿造环境的B.licheniformis CGMCC 3963耐受能力强于B.licheniformis ATCC 14580,一系列与耐受相关的基因表达有差异。编码脯氨酸和甜菜碱等溶质转运、离子外排、钾离子通道蛋白等基因的差异表达,使得高渗胁迫下B.licheniformis CGMCC 3963生长明显优于B.licheniformis ATCC 14580;编码II类热休克蛋白、乙醇脱氢酶、氧化应激、p H动态平衡等相关基因的差异表达,在提高菌株耐受酸性环境能力上起了重要作用;II类及III类热休克基因的高表达对B.licheniformis CGMCC 3963耐乙醇能力起了重要作用。     

光滑球拟酵母中AMP代谢对其生理功能的影响北大核心CSCD

【目的】研究光滑球拟酵母(Candida glabrata)中AMP代谢影响其碳流代谢和耐酸胁迫的生理机制。【方法】同源重组法敲除基因cgade12(ORF CAGL0K05027g)和cgade13(ORF CAGL0B02794g)构建双缺菌株cgade12Δade13Δ,与出发菌株(ATCC55)比较ATP水平、碳流代谢酶活性和中间代谢物含量变化分析和AMP代谢对其碳流代谢的影响,对比菌株有机酸胁迫下生长情况及胞内环境变化,研究AMP代谢变化对光滑球拟酵母酸胁迫耐受性的影响。【结果】与出发菌株ATCC55相比,cgade12Δade13Δ的ATP水平下降了12.50%。与ATCC55相比,cgade12Δade13Δ中柠檬酸合成酶、苹果酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶的活性分别上升了31.26%、19.45%、28.96%、18.36%,柠檬酸、α-酮戊二酸、苹果酸、琥珀酸含量分别提高了44.11%、73.60%、50.00%、65.68%。胞内丙酮酸浓度下降20.00%,丙酮酸产量下降73.11%。与ATCC55相比,cgade12Δade13Δ在0.4%丙酮酸、0.6%苹果酸和0.2%乙酸胁迫下的菌体浓度分别提高了8.71%、11.21%和12.71%。在0.2%乙酸胁迫下,菌株cgade12Δade13Δ的H^+-ATPase活性、细胞膜完整度、细胞膜电势分别比出发菌株ATCC55上升了7.04%、8.71%、25.14%,ROS水平下降了19.51%。【结论】基因cgade12、cgade13的缺失导致菌株的ATP水平下降,TCA循环活性和有机酸耐受性上升。     

高耐酸酒酒球菌常压室温等离子体诱变选育及其苹果酸-乳酸发酵研究

【目的】为选育出高度耐酸性酒酒球菌（Oenococcus oeni）突变菌株,研究其胁迫耐受性能及苹果酸-乳酸发酵（malolactic fermentation,MLF）能力。【方法】以酒酒球菌SD-2a为出发菌株,通过常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma,ARTP）诱变技术,筛选高耐酸性酒酒球菌突变菌株,并探究其乙醇耐受性及在模拟酒和葡萄酒条件下的MLF能力。【结果】经过ARTP诱变处理后,利用pH 3.0的胁迫传代培养和分离纯化等,获得了5株β-葡萄糖苷酶活性较好的耐酸突变菌株,且在高乙醇浓度下表现出了较好的耐乙醇性。其中突变菌株ARTP-2在模拟酒中的β-葡萄糖苷酶活性和l-苹果酸累积降解量最高,且其在葡萄酒中l-苹果酸降解速率快于出发菌株,在第18天完成MLF,发酵后的葡萄酒香气成分的含量显著高于接种SD-2a的酒样。【结论】突变菌株ARTP-2具有良好的胁迫耐受性和MLF能力,对葡萄酒的香气起到积极的作用,为进一步开发优质的MLF商业发酵剂奠定基础。