酵母生物多样性开发及工业应用

酵母是一类包括酿酒酵母和非常规酵母在内的多种单细胞真菌的总称,其中酿酒酵母是应用较多的重要工业微生物,广泛应用于生物医药、食品、轻工和生物燃料生产等不同生物制造领域。近年来,研究者从不同生态环境中分离了大量的酵母菌株,鉴定了多个新种,也发现了抗逆性不同以及具有多种活性产物合成能力的菌株,证明天然酵母资源具有丰富的生物多样性和功能多样性。利用基因组挖掘以及转录组、蛋白组等多组学分析研究,可进一步开发利用酵母遗传多样性,获得酶和调节蛋白的基因以及启动子等遗传元件改造酵母菌株。除了利用酵母的天然遗传多样性,还可通过诱变、驯化、代谢工程改造及合成生物学等技术产生具有多种非天然多样性的菌株。此外,对天然遗传元件也可以进行突变和定向进化,所产生的新遗传元件可用于有效提升菌株的性能。开发利用酵母的生物多样性,对构建高效酵母细胞工厂,生产生物酶、疫苗以及多种活性天然产物等产品具有重要意义。文中对酵母生物多样性的研究现状进行综述,并对未来高效开发利用酵母菌株资源和遗传资源的研究进行了展望。文中所总结的研究方法和思路也可为研究其他工业微生物的多样性及进行高效菌株的选育提供参考。     

山西省东南部地区胃癌患者肠道菌群分布的配对病例对照研究

目的观察胃癌患者肠道菌群的变化,为研究其发病机制和治疗措施提供依据。方法按照1∶1配对原则(年龄、性别、民族、居住地等)在长治某医院根据胃镜检查结果分别选取尚未进行过治疗的10例胃癌患者(胃癌组)和10例健康人群(对照组),面对面调查填写基本信息表,留取粪便样本,采用微生物16S rDNA扩增子测定技术检测粪便菌群,使用QIIME2(2019.4)、R脚本等软件分析人群肠道菌群结构。结果胃癌组与对照组之间,肠道菌群多样性Chao1指数、Shannon指数、Simpson指数、Faith′s PD指数、Pielou′s evenness指数、Observed_species指数和Good′s coverage指数差异均无统计学意义(均P0.05),但距离矩阵与PCoA分析显示2组菌群分布差异存在统计学意义(P0.05)。在门水平上,2组粪便菌群都集中在厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门四类菌门上,胃癌组的变形菌门、梭杆菌门、互养菌门的丰度较对照组明显增加,差异有统计学意义(均P0.05)。在属水平上,胃癌组的乳杆菌属、克雷伯菌属、脱硫弧菌属、瘤胃球菌属的丰度较对照组明显增加,差异有统计学意义(均P0.05)。胃癌组瘤胃球菌科、Gemmiger和毛螺菌属的丰度较对照组明显减少,差异有统计学意义(均P0.05)。结论胃癌患者肠道菌群物种多样性和属的丰度发生了改变。     

益生菌对16种抗生素的耐药性分析

目的评估市场常见益生菌对临床常用抗生素的体外耐药情况,为临床预防抗生素相关性肠道菌群紊乱和抗生素相关性腹泻提供参考。方法分离培养9种益生菌制剂中的20株益生菌,采用浓度梯度试条法(E-test)测定益生菌对16种抗生素的最低抑菌浓度(MIC)。结果细菌类益生菌对一些口服抗生素敏感,其中枯草芽胞杆菌、保加利亚乳杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和嗜热链球菌对12种以上的抗生素敏感;屎肠球菌只对5种抗生素敏感,而真菌类益生菌如布拉酵母CNCM I-745则对16种抗生素均具有耐药性。结论细菌类益生菌和真菌类益生菌表现出不同的抗生素敏感性,在临床预防和治疗抗生素相关性腹泻时应注意益生菌与抗生素的合理使用。     

西藏来源的植物内生酵母Wickerhamomyces rabaulensis生产γ-氨基丁酸北大核心

【目的】对西藏地区分离的一株植物内生维克汉姆酵母Wickerhamomyces rabaulensis JT229生产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的条件进行研究,并考察胁迫处理对生产的影响。【方法】利用26S rDNA序列进行菌株鉴定,考察葡萄糖和木糖对W.rabaulensis JT229生产GABA的影响,并利用添加乙酸、乙醇和高温等胁迫条件提升其发酵生产GABA的能力。【结果】W.rabaulensis JT229可以利用葡萄糖和木糖生产GABA,并且在适当的高温、乙酸和乙醇的胁迫诱导下胞外GABA浓度明显提升,产量分别为80.07、67.02、104.15 mg/L,分别是对照条件下的2.15、1.85和2.87倍,且胞内也检测到存在一定浓度的GABA。在添加5g/L乙酸和37℃高温胁迫的条件下,胞内ROS水平和细胞膜透性均有明显提高;添加3 g/L乙酸的条件与对照组相比,胞内ROS水平有所下降,但是细胞膜透性有明显提升;在37℃的胁迫条件下胞内GABA含量明显下降。胞外的GABA产量提升推测是由于胁迫导致胞内GABA外排增多导致的。【结论】本研究首次在国内外分离鉴定了内生酵母W.rabaulensis,并发现菌株W.rabaulensis JT229具有生产GABA的潜力,此外,利用胁迫处理促进了该菌株的GABA胞外生产,为进一步开发利用酵母资源生产GABA及富含GABA的产品提供了基础。