干酪乳杆菌Zhang在逆境条件下基因表达的差异分析
乳酸,1材料与方法,1菌株来源,2材料与试剂,3仪器与设备,4目的基因及管家基因,5方法,2结果与分析,1荧光定量PCR产物的特异性,2低温,低pH值逆境胁迫下目的基因的表达变化,3结论
张 猛,贾 星,张和平,马学波,包秋华干酪乳杆菌Zhang (Lactobacillus casei Zhang,Lb.casei Zhang)是内蒙古农业大学从内蒙古地区传统发酵酸马奶中分离筛选的一株具有益生特性的乳酸菌[1]。经研究表明该菌株具有良好的耐酸性、人工肠胃液耐受性及胆盐耐受性,是我国第一个完成的乳酸菌基因全序列测定的菌株[1-3]。干酪乳杆菌Zhang 是我国目前研究较全面的一株益生菌,是能通过改善肠道微生物平衡而对宿主产生有益影响的乳酸菌[1,4]。
乳酸菌对营养、环境条件要求高,对外界的抵抗力差,难以制备和长期保存。乳酸菌在生产和应用过程中,不可避免的要经历低温、低pH 值、寡营养、外界环境变化、光照及辐射强度等不利条件,一旦外界营养条件或环境压力发生改变,菌株的形态特征、生理状况和功能特性等都会发生改变,这不仅导致菌株活力下降,也影响了菌株在工业化生产中的发酵性能、代谢产物的合成及其益生特性,有些乳酸菌能够进入活的非可培养(Viable but non-culturable,VBNC)态[5-9]。目前乳酸菌面临的多种胁迫中,酸胁迫是最常见的一种环境胁迫[7]。环境中pH 值的下降会抑制乳酸菌自身的生长繁殖。除酸胁迫外,低温胁迫也会对细胞造成一系列伤害,包括细胞脱水、细胞膜破裂以及内容物泄露等,导致细胞不可逆的损伤或者死亡[4,6]。
关于干酪乳杆菌Zhang 和乳酸菌的抗逆基因和蛋白表达的报道有很多。乌日娜等[10]通过双向凝胶电泳技术研究了其在不同生长阶段下差异表达蛋白质,结果表明酸胁迫可诱导干酪乳杆菌Zhang 产生复杂的反应,差异蛋白主要归属于应激蛋白及不同代谢途径相关蛋白,参与调节糖代谢途径、氨基酸合成、脂肪酸合成途径等;通过调节ABC 转运系统的活性以及调控双组分系统及离子转运系统的活性等来应对环境的改变。其它大量研究也表明,乳酸菌遭遇逆境环境,会激活多种应激反应去应对不利于生存的条件,如乳酸菌会通过改变代谢途径,增加ATP 的产生[10-11]、自我调节胞内pH 值[12-13]、在细胞膜水平上的胁迫响应[14-15]以及大分子的保护与修复等应激反应来抵御环境胁迫从而提高存活率[16-17]。蛋白的变化首先表现在转录水平上,干酪乳杆菌Zhang 全基因组测序的完成为研究该菌的基因转录表达分析奠定了基础[2]。本试验将在前人基础上,选择干酪乳杆菌Zhang 能够进入VBNC 态的一个逆境条件 ......
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