Nisin生物合成相关基因分析

Nisin是乳酸乳球菌某些菌株产生的一种对细菌芽孢和多种革兰氏阳性菌有较好杀伤作用的小肽,广泛用于食品加工、医疗保健等诸多领域。合成Nisin的基因位于染色体上-可接合型蔗糖转座子,由三个启动nisA、nisR、nisF控制的nisA/ZBTCIPRKFEG构成,其中nisA因具有更强的启动强度,且表达诱导物和宿主菌均为食品级,方便、经济、安全,应用最为广泛。其他基因分别在Nisin合成、调控过程中起不同作用：自身保护性基因ninI、nisF、nisE、nisG的表达,使菌体获得对Nisin较好的耐受性;NisB和NisC与翻译后修饰有关;NisT可促进乳链菌肽前体转移至胞外;NisP则与nisin前体信号肽的切除有关。     

金黄色葡萄球菌基因表达的DNA扣除法

[目的]金黄色葡萄球菌作为一种分布广泛的致病微生物和研究革兰氏阳性菌遗传背景的模式菌株,利用real-time RT PCR对相关毒素及调控基因进行表达定量分析,在生物、医学、食品检测等领域具有较大研究价值.[方法]对制备好的反转录(RT,含有cDNA和DNA)和非反转录(RTˉ,仅含DNA)样品进行Real-time PCR检测,根据经典(1 E)ˉ△△Ct相对定量算法并结合PCR效率公式建立一种基因表达相对定量分析的DNA扣除法,将得到的Ct值转换为各样品含量,从RT样品中扣除RTˉ样品的量,无需DNaseⅠ酶解处理就可以去除DNA的影响,RTˉ样品的检测结果还可同时作为稳定的DNA内参.[结果]采用以上方法分析金黄色葡萄球菌肠毒素A基因(sea)、16S rRNA和RNA Ⅲ的表达情况,在含有葡萄糖的NB培养基中sea的相对转录水平随着葡萄糖浓度的增大而升高,RNAⅢ的相对转录水平随葡萄糖浓度的变化而产生小幅度的波动,16S rRNA在菌体生长初期时的表达量较为稳定;与绝对定量法比较,结果差异较小(均小于15%),且差异不显著(p＞0.05).[结论]这种基于DNA扣除法的Real-time RT PCR相对定量方法可以有效的对金黄色葡萄球菌的基因表达进行分析.     

双歧杆菌培养基的优化

针对双歧杆菌的营养需要,分别采用单因素试验和正交试验,优化培养基成分及用量。得出最优培养基(CPT)配比:大豆蛋白胨1.67%,酪蛋白胨0.83%,乳糖0.5%,酵母浸出粉0.5%,低聚糖0.7%,胡萝卜汁15%。最后测定双歧杆菌在最优培养基中的生长曲线,并同时测定pH和吸光值的变化,确定培养终止时间为12h,菌数可达2.18×109CFU/mL,且发酵培养基具有极显著的增菌效果(p<0.01)。     

保加利亚乳杆菌H+-ATPase缺陷型菌株的筛选

【目的】从传统乳制品中筛选具有新霉素抗性的H+-ATPase缺陷的德氏乳杆菌保加利亚亚种自发突变株,为最终开发弱后酸化的酸奶发酵剂奠定基础。【方法】利用API 50 CH细菌鉴定系统和16s rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定。新霉素作为筛选压力,筛选具有新霉素抗性自发突变菌株,比较亲本和突变菌株的H+-ATPase活力及其代谢情况。【结果】从内蒙古地区的传统发酵酸奶中分离鉴定出一株德氏乳杆菌保加利亚亚种（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）,并命名为KLDS 1.9201。以此为出发菌株,筛选出两株H+-ATPase缺陷的自发突变株,分别命名为KLDS 1.9201-1、KLDS 1.9201-4,它们的H+-ATPase活力分别比亲本KLDS 1.9201降低了46%和60%。在MRS培养基中生长24 h后,KLDS 1.9201、KLDS 1.9201-1和KLDS 1.9201-4对初始葡萄糖的代谢率分别为65%、41%和31%,终产物中乳酸的浓度分别为26g/L、18g/L和15g/L,突变菌株的生物量均低于亲本。【结论】H+-ATPase活力降低的德氏乳杆菌保加利亚亚种的自发突变株具有较低的生长速率和弱产酸能力,它们可被用于制作弱后酸化的酸奶发酵剂。     

一株能够利用血红素进行有氧呼吸的乳酸乳球菌

[目的]乳酸乳球菌在呼吸状态下,生长速度快,生物产量大,是改善发酵剂生产效率的潜在途径之一,本研究旨在观察由传统乳制品中分离得到的乳酸乳球菌在血红素存在状态下有氧呼吸情况以及代谢的变化.[方法]对本实验室保藏的12株乳酸乳球菌进行有氧培养实验,比较其生物量和代谢产物的差异.观测在4℃下储藏30 d后的活菌数差异.[结果]筛选出一株在血红素存在条件下进行有氧呼吸的菌株KLDS 4.0316,与没有添加血红素的原菌株相比生物量增长了50%,在4℃储藏30 d后,添加血红素并振荡的活菌数依然维持在100 CFU/mL,而未添加血红素未振荡检测不到活菌.在血红素存在下,KLDS 4.0316代谢产物发生了变化,与没有添加血红素的原菌株相比乳酸产量减少了48%.[结论]KLDS 4.0316在血红素存在条件下能够进行有氧呼吸,乳酸产生减少,生物量增加.     

乳酸杆菌对感染大肠杆菌O157:H7小鼠肠道黏膜免疫的影响

【目的】分析小鼠在感染Escherichia coli O157:H7及补充嗜酸乳杆菌KLDS AD1和瑞士乳杆菌KLDS1.8701期间小肠黏膜中SIgA和细胞因子的变化规律,结合小鼠表象特征,探讨2株乳酸杆菌对小鼠腹泻的治疗效果。【方法】将小鼠分成4组,空白组、致病对照组、嗜酸乳杆菌组和瑞士乳杆菌组,对实验组小鼠连续7 d灌胃大肠杆菌致病后,再连续7 d分别灌胃2株乳酸杆菌,采集小鼠小肠利用ELISA法测得各组小鼠肠道组织中SIgA和4种细胞因子IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-6的含量。【结果】瑞士乳杆菌可极显著提高感染大肠杆菌O157:H7小鼠的体重,嗜酸乳杆菌的效果较小;感染E.coli O157:H7后,SIgA、IL-2和IFN-γ的含量在第3天达到最大值,第5天开始下降,而IL-4和IL-6在第5天达到最大值,第7天开始下降。补充嗜酸乳杆菌和瑞士乳杆菌后,SIgA和4种细胞因子的含量都迅速增加,并保持较高水平,与其他两组差异显著。【结论】嗜酸乳杆菌KLDS AD1和瑞士乳杆菌KLDS 1.8701都可通过增加细胞因子和SIgA的分泌增强肠道黏膜免疫,对小鼠腹泻有一定的缓解作用。     

用改进的高斯—牛顿最小二乘法估测非线性生长曲线的参数

本文讨论了用改进的高斯－牛顿最小二乘法估测非线性参数的方法,并用肉鸡生长曲线拟合实例给以示范。     

嗜热链球菌CRISPR-Cas系统的检测

【目的】CRISPR-Cas系统为嗜热链球菌抵抗噬菌体等外源基因元件提供获得性免疫,分析NCBI中已公开发表全基因组序列的9株嗜热链球菌所含CRISPR-Cas系统的数目和类型,对实验室相应菌株的CRISPR-Cas系统进行检测。【方法】利用生物信息学方法对NCBI中9株已测序嗜热链球菌所含CRISPR-Cas系统进行分析,根据其Cas基因序列设计引物,对实验室嗜热链球菌菌株的Cas基因进行扩增、测序,分析实验室6株嗜热链球菌的CRISPR-Cas系统情况。【结果】9株标准菌株均含不同数目的CRISPR-Cas系统,其类型主要为Ⅱ-A型、Ⅲ-A型和Ⅰ-E型,各类型的标志Cas基因高度保守。6株供试菌中,S4仅含Cas9基因,其它5株均含有Cas9基因、Cas10基因和Cas9*基因,79和KLDS3.0207还含有Cas3基因。【结论】可根据标准菌株高度保守的Cas基因设计引物,预测未知嗜热链球菌所含CRISPRCas系统的数目和类型。S4仅含1个Ⅱ-A型CRISPR-Cas系统,其它5株均含有2个Ⅱ-A型CRISPR-Cas系统和1个Ⅲ-A型CRISPR-Cas系统,此外,79和KLDS3.0207均含有1个Ⅰ-E型CRISPR-Cas系统。     

乳酸乳球菌KLDS4.0325的糖代谢过程及乳酸生物合成途径的比较

【目的】为了探究乳酸乳球菌乳酸亚种KLDS4.0325的碳水化合物利用能力和乳酸形成潜力。【方法】本文对该菌株进行了全基因组鸟枪法测序,并应用生物信息学方法对该菌株细胞外糖的转运、代谢及产酸途径涉及的一系列基因与其它9株参考菌株进行了比较分析。【结果】与参考菌株相比,该菌株基因组中具有较多涉及整个途径糖代谢途径的关键酶编码基因。【结论】该菌株在基因水平上表现出能够利用多种糖类物质来产乳酸的优良性状,是一株具有高产L-乳酸工业潜能的乳酸菌。     

乳酸菌代谢组学研究进展

代谢组学作为系统生物学的重要分支,近年来在微生物研究领域受到广泛关注,并取得了重要进展。目前乳酸菌代谢组学正日益成为研究的热点,就乳酸菌代谢组学研究中有关样品的制备、分析鉴定和数据分析等涉及的主要方法进行概述,并介绍一些乳酸菌代谢组学应用的典型实例,对乳酸菌代谢组学研究中潜在的问题和未来发展趋势进行讨论。