乳酸菌微进化的研究进展

摘要:乳酸菌是食品工业中重要的微生物,乳酸菌微进化研究有助于深入解析其生物学功能与机制。随着分子生物学的发展,多位点序列分型(Multi-locus Sequence Typing,MLST)及基因组重测序(Whole-genome resequencing)等技术手段应运而生,使得从分子水平上阐述乳酸菌的系统发育和种群进化关系成为可能。MLST已被广泛用于乳酸菌遗传多样性和种群结构等微进化研究中,近期,测序成本的锐减使全基因组测序技术在乳酸菌微进化研究中的优势日益突显。本文对乳酸菌微进化的理论基础、研究方法和意义进行了阐述,并介绍了全基因组测序技术在乳酸菌微进化方面的应用,旨在为乳酸菌微进化分析研究提供新思路。     

脆弱拟杆菌的研究进展

脆弱拟杆菌是定殖于哺乳动物肠道中的共生菌,同时也是临床感染病例中常见的条件致病菌。本文从致病及益生特性两大方面综述脆弱拟杆菌的研究现状,着重讨论了脆弱拟杆菌作为潜在益生菌在预防和治疗糖尿病及免疫性疾病中所起的重要作用,从而为筛选及应用益生脆弱拟杆菌菌株提供一定的参考。     

肠道菌群与疾病关系的研究进展

人类肠道是一个多元化和充满活力的微生态系统,它的结构和功能成为目前生命科学和医学的研究热点。人类肠道拥有100万亿近1 000-1 150种细菌,在这个空间中它们与人类相互作用,对人类健康产生了巨大影响,其中有积极的作用,同时又伴随着潜在的威胁。本文详细论述了国内外关于肠道菌群与疾病关系的研究现状,益生菌对肠道菌群和健康的影响,以及研究肠道菌群的最新方法,为我国开展肠道微生物的研究提供部分参考,同时让人们更加了解肠道微生物对人类健康的影响。     

益生菌Lactobacillus casei Zhang固态发酵条件的优化

利用一株分离自传统发酵酸马奶中的益生干酪乳杆菌（Lactobacillus casei Zhang）进行固态发酵（Solid State Fermentation,SSF）。以发酵物中的活菌数为主要指标,采用九因素四水平（L32（4^9））的正交试验优化固态发酵培养基,并在优化的培养基基础上研究不同的初始含水量及培养时间对Lactobacillus casei Zhang活菌数的影响。实验结果表明,在固态发酵培养基组成为4g豆粕、5g麸皮、0．6g乳清粉、0．3g葡萄糖、0．3g碳酸钙、0．02g硫酸铵、0．01g硫酸镁,初始含水量为55％的优化条件下,37℃发酵60h,发酵物中Lactobacillus casei Zhang活菌数可达到4．08×10^10CFU／g。     

蒙古国地区酸乳中乳酸菌的鉴定及耐酸菌株筛选

本研究对采集自蒙古国地区牧民家庭中17份发酵乳样品中的乳杆菌进行了分离、鉴定、生物学特性和耐酸性研究。共分离出45株乳杆菌。通过形态观察、生理生化试验、糖发酵试验及16S rDNA序列分析等研究将这些菌株鉴定为Lactobacillum fermentum(L. fermentum)31 株, L. helveticus 12株, L. plantarum 1株 和L. casei 1株, 所以认为L. fermentum是蒙古国地区传统酸乳中的优势菌群。经pH 为3.0 的人工胃液耐受性试验复筛后发现, 存活率在80%以上的仅1株, IMAU20085的存活率高达81.44%。菌株的分离鉴定以及高耐酸性菌株的筛选, 对我国益生菌资源的保藏和开发有重要的意义, 对我国未来益生菌的开发具有重要价值。     

优化益生菌Lactobacillus casei Zhang高密度培养条件

为实现L. casei Zhang的高密度培养,在之前优化增殖培养基的基础上进一步寻求适宜该菌的培养条件。研究了不同中和剂、缓冲盐浓度、葡萄糖浓度、pH值控制、通气条件和补料分批培养对菌体在恒pH条件下发酵的影响,根据不同条件下菌体的比生长速率、菌体密度和活菌数情况,确定L. casei Zhang较适宜的高密度培养条件为：培养基葡萄糖浓度为80 g/L~100 g/L,以氨水为中和剂使pH保持5.9,采用间歇通氮气的方法保持环境厌氧,分批培养方式下37°C保温发酵10 h~12 h后,L. casei Zhang细胞干重达到7 g/L,活菌数3.5×1010 CFU/mL,比优化前提高7倍以上,能够满足益生菌制品生产要求的高菌体密度。     

乳酸菌酸胁迫反应机制研究进展

乳酸菌可发酵糖类产生乳酸,并广泛应用于食品、药物和饲料等工业。由于有机酸的积累,乳酸菌大部分的生长代谢都在低pH的酸性环境中进行,具有酸胁迫反应。pH的自我平衡、ATR反应机制、对大分子的保护和修复作用及细胞膜的变化等是乳酸菌酸胁迫反应的主要机制,其中,pH自我平衡包括F0F1-ATPase质子泵、精氨酸脱氨酶途径(ADI)和谷氨酸脱羧酶途径(GAD)等。由此可见,乳酸菌酸胁迫反应机制涉及到基因和蛋白的表达调控等,是非常复杂的网络调控体系。     

抗生素和高脂饮食对大鼠肠道乳杆菌多样性的影响

【目的】对正常、高脂、抗生素处理大鼠肠道内乳杆菌进行定性和定量分析,比较不同处理组大鼠肠道乳杆菌的多样性。【方法】应用纯培养和非培养技术(16S r RNA基因序列分析、变性梯度凝胶电泳、实时荧光定量PCR)对大鼠肠道乳杆菌进行分离鉴定和多样性分析。【结果】16S r RNA基因序列同源性分析结果显示,正常组大鼠肠道内分离出的乳杆菌包括约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、鼠乳杆菌(Lactobacillus murinus)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、肠道乳杆菌(Lactobacillus intestinals)、动物乳杆菌(Lactobacillus animalis)和阴道乳杆菌(Lactobacillus vaginalis);但L.animalis在高脂处理组大鼠肠道内未分离到,L.intestinals和L.vaginalis在抗生素处理组大鼠中未分离到。DGGE结果显示3个组别大鼠肠道中乳杆菌构成差异明显,同一组内样品间相似性较高;相较于正常组和高脂组,抗生素组的丰度较差;且正常组大鼠肠道内乳杆菌的多样性高于高脂组和抗生素组。q-PCR结果显示正常组大鼠肠道乳杆菌的数量明显高于高脂组和抗生素组,高脂组的数量也明显高于抗生素组,且3个组别之间存在显著差异(P0.01)。【结论】高脂饮食及抗生素的使用会减少肠道内乳杆菌多样性。     

哈尔滨城市和乡村青年居民肠道菌群多样性研究

【目的】分析居住于哈尔滨城市和乡村的青年居民肠道菌群多样性的异同。【方法】采用PCR和DGGE技术相结合的方法对生活于哈尔滨城市和乡村的青年志愿者肠道菌群多样性进行研究。基于DGGE指纹图谱,分别使用聚类和PCA分析对志愿者肠道微生物相似性进行分析,使用Shannon-Weine多样性指数(H′)、丰度(S)和均匀度(EH)对志愿者肠道微生物多样性进行分析,对图谱中具有代表性的共性和特异性条带进行胶回收和克隆测序以分析志愿者肠道微生物组成。基于PCR技术在种水平上对城乡志愿者肠道内乳杆菌属和双歧杆菌属多样性进行定性分析。【结果】相似性分析显示,城乡青年居民间肠道微生物群落结构存在分开趋势,相似性小于城市或乡村青年居民内部;多样性分析显示,城乡青年居民肠道微生物多样性差异不显著;测序结果表明,城乡居民肠道微生物组成在门水平上相同,但是在种属水平上存在差异。PCR定性分析显示Lactobacillus plantarum、L.casei和L.salivarius在哈尔滨城乡青年居民肠道内检出率接近100%,Bifidobacterium longum和B.breve的检测率约90%,在哈尔滨城乡青年居民肠道内普遍存在;乳杆菌属和双歧杆菌属各细菌种在城乡居民肠道中的检出频率差异不显著。【结论】哈尔滨城市和乡村青年居民肠道微生物多样性差异不显著。     

分子生物学技术在肠道菌群研究中的进展

人的肠道中栖息着大量微生物,这些微生物与宿主形成一个相互依赖且相互制约的微生态系统。肠道菌群结构与遗传、饮食、疾病、环境等因素存在千丝万缕的联系,其地位与作用相当于一个后天获得的"器官",对人体的消化、营养吸收、能量供应、脂肪代谢、免疫调节、抗病等诸多方面有不可替代的作用,因此,研究人的肠道菌群具有十分重要的意义和作用。本综述着重论述荧光原位杂交(FISH)、基于聚合酶链式反应的变性梯度凝胶电泳(Polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术、实时荧光定量PCR(Real-time polymerase chain reaction)技术、基因芯片(Gene chip)技术及以焦磷酸测序平台为代表的第二代测序技术等多种分子生物学技术在肠道菌群研究方面的应用,并对未来肠道菌群方面的研究进行展望。