乳酸乳球菌乳酸亚种IMAU11823全基因组测序及胞外多糖基因簇分析
半乳糖,1材料与方法,1试验菌株,2主要试剂,仪器和设备,3菌株培养与基因组DNA的提取,4全基因组测序和组装,5基因组注释,6基因组比较分析,7核酸序列登录号,2结果与分析,1乳酸乳球菌乳
李 敏,李伟程,刘亚华,尤利军,马 腾,赵 洁,孙志宏(内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室 农业农村部奶制品加工重点实验室 呼和浩特010018)
乳酸菌广泛应用于发酵乳制品,其中一些菌株可以产生胞外多糖(Exopolysaccharides,EPS)。乳酸菌EPS 是乳酸菌在生长代谢过程中分泌的一类长链聚合物,根据其相对于菌体的位置分为荚膜多糖和黏液多糖[1]。EPS 不仅可以改善发酵乳制品的质构特性、流变性和口感,而且具有抑菌性,抗氧化,抗肿瘤,免疫调节等多种生物活性[2-5],因此,能够产生EPS 的乳酸菌在发酵工业中具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
EPS 合成分为糖核苷酸合成和eps 基因簇合成2 个阶段。糖类经转运系统由细胞外转运到细胞内,再经过一系列酶促反应生成糖核苷酸。糖核苷酸作为合成EPS 的前体物质,在pgmA、galE、galU 等看家基因和eps 基因簇的调控下完成重复单元的合成、聚合和输出[6]。乳酸菌eps 基因簇结构由4 部分组成:糖基转移酶、调节域、输出蛋白和其它功能蛋白,如多糖的修饰[7]等。全基因组测序有助于深入了解物种的基因组成、分子进化以及功能预测。Schell 等[8]对长双歧杆菌NCC2705 全基因组序列的研究表明,该菌株基因组中含有几段与低聚糖代谢相关的基因簇。随着DNA 测序技术的快速发展,集高通量、快速度、长读长等优点于一身的第3 代测序技术已广泛应用于基因组学的研究[9]。通过PacBio SMRT 测序技术对施氏假单胞菌273(Pseudomonas stutzeri 273)和戊糖乳杆菌SLC13(Lactobacillus pentosus SLC13)等进行全基因测序并注释到eps 基因簇[7,10],该技术将为EPS 的深入研究提供支持。
乳酸乳球菌是发酵乳制品中常用的发酵剂之一,常被应用于奶酪和低温发酵乳的生产。目前,对于乳酸乳球菌EPS 的研究大多集中于乳酸乳球菌乳脂亚种(Lactococcus lactis subsp.cremoris,L.lactis subsp.cremoris),如乳酸乳球菌乳脂亚种SMQ-461[11]、乳酸乳球菌乳脂亚种NIZO B40[12]、乳酸乳球菌乳脂亚种Ropy352[13]等菌株中都存在的eps 基因簇,而对于乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp.lactis,L.lactis subsp.lactis)的研究较少。前期试验研究发现乳酸乳球菌乳酸亚种IMAU11823 具有优良的发酵特性 ......
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