本文關(guān)鍵詞：基于全基因組關(guān)聯(lián)性分析的酒酒球菌抗酸基因研究

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【摘要】：蘋果酸-乳酸發(fā)酵(Malolactic acid fermentation,MLF)是繼酒精發(fā)酵結(jié)束后的第二次發(fā)酵過程。經(jīng)過MLF可以將尖酸的蘋果酸轉(zhuǎn)化成口感柔和的乳酸,在降低葡萄酒總酸的同時,改善葡萄酒的色澤、風味,提高葡萄酒微生物穩(wěn)定性。目前,生產(chǎn)中主要使用的啟動并主導完成蘋果酸-乳酸發(fā)酵的微生物是酒酒球菌。但是,酒精發(fā)酵結(jié)束后的酒體環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)匱乏、乙醇含量高、pH低等惡劣條件使得MLF啟動困難。其中高酸環(huán)境是由果實原料中蘋果酸、酒石酸的含量過高造成的。生產(chǎn)上往往通過添加碳酸鈣或碳酸氫鉀的方法達到降酸的目的,但是這種化學降酸的方式直接降低葡萄酒對病害的抗性,導致葡萄酒質(zhì)量下降。因此,增強酒酒球菌自身抗酸脅迫能力勢在必行。對酒酒球菌抗酸基因的相關(guān)研究可以幫助科研者深入了解菌株抗逆性機制,更好地篩選耐酸脅迫菌株,釀造出高品質(zhì)葡萄酒。本文首先采用離子注入誘變對3株篩選自陜西的酒酒球菌進行人工誘變,然后將經(jīng)過離子注入的菌株,直接轉(zhuǎn)接至脅迫環(huán)境下(ATB pH 3.0/pH 9.0)培養(yǎng)篩選。對獲得的突變酒酒球菌在pH 3.0環(huán)境(ATB培養(yǎng)基)下的生長力、β-葡萄糖苷酶活性及L-蘋果酸消耗量進行比較分析。最終篩選6株表型差異較大的突變酒酒球菌送樣進行重測序,并利用全基因組關(guān)聯(lián)性分析的方式對重測序數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,對可能參與酒酒球菌酸脅迫調(diào)控機制的基因進行初步的研究。主要研究結(jié)果如下:(1)從實驗室保存的40株酒酒球菌中進行初步篩選,最終確定SX-1a、SX-1b、CS-1b為出發(fā)菌株,進行離子注入誘變。將經(jīng)過離子注入誘變的菌株,直接轉(zhuǎn)入脅迫環(huán)境(ATB pH 3.0/pH 9.0)培養(yǎng),經(jīng)過繼代培養(yǎng)、純化、再次繼代培養(yǎng)步驟后,共獲得突變菌株10株,其中篩選自pH 3.0酸脅迫環(huán)境包括:SX-1a突變菌1株,SX-1b突變株2株,CS-1b突變株2株;篩選自pH 9.0堿脅迫條件的突變菌株包括:SX-1a 2株,SX-1b1株,CS-1b 2株。且每次每株菌繼代培養(yǎng)代數(shù)均在12代以上(N≥12),以確保獲得的突變株具有穩(wěn)定的耐酸/酸敏性狀。經(jīng)驗證出發(fā)菌株SX-1a、SX-1b、CS-1b在pH 3.0以及pH 9.0脅迫環(huán)境中,在連續(xù)培養(yǎng)3-5代后,菌株基本已經(jīng)喪失活性。(2)對所有菌株在脅迫條件(pH 3.0)下的生長活性(即OD600的數(shù)值)進行測定,并繪制生長曲線。試驗數(shù)據(jù)顯示所有耐酸突變菌(即篩選自pH 3.0 ATB脅迫環(huán)境)的生長活性均遠高于出發(fā)菌株;而所有的酸敏突變菌(即篩選自pH 9.0 ATB脅迫環(huán)境)的生長活性均低于出發(fā)菌株。(3)突變菌株的β-葡萄糖苷酶活性檢測的試驗數(shù)據(jù)顯示,耐酸突變酒酒球菌的β-葡萄糖苷酶活性遠高于出發(fā)菌株,而酸敏突變株的β-葡萄糖苷酶活性卻低于出發(fā)菌株。(4)L-蘋果酸降解試驗顯示,所有突變酒酒球菌均保持正常MLF能力。且耐酸突變酒酒球菌的L-蘋果酸降解能力強于酸敏突變酒酒球菌。(5)GWAS統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,共3916個SNP與耐酸差異表型性狀顯著相關(guān),這3916個SNP分別位于181個基因內(nèi)。且對181個基因的GO注釋和KEGG注釋結(jié)果顯示,基因分布最多的分類在微生物中都起著最基本或最主要的功能。
【關(guān)鍵詞】：酒酒球菌 酸脅迫調(diào)控基因 GWAS
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TS261.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 文獻綜述11-19
• 1.1 簡介11
• 1.2 葡萄酒中的乳酸菌11-12
• 1.3 酒球菌屬多樣性12
• 1.4 抗酸機制研究進展12-15
• 1.4.1 革蘭氏陽性細菌抗酸機制研究進展12-13
• 1.4.2 酒酒球菌酸脅迫機制研究進展13-15
• 1.5 酒酒球菌抗酸/酸敏菌株RAPD標記15
• 1.6 全基因組關(guān)聯(lián)分析研究進展15-16
• 1.7 離子注入誘變育種16
• 1.8 研究目的及意義16-17
• 1.9 研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 1.9.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.9.2 技術(shù)路線18-19
• 第二章 抗酸差異表型菌株的篩選19-25
• 2.1 試驗材料19-20
• 2.1.1 試驗菌株19
• 2.1.2 試驗儀器與設(shè)備19
• 2.1.3 培養(yǎng)基配置19-20
• 2.2 試驗方法20-21
• 2.2.1 菌株初步篩選20
• 2.2.2 離子注入誘變育種20-21
• 2.3 試驗結(jié)果及分析21-25
• 2.3.1 菌株初篩21-24
• 2.3.3 小結(jié)24-25
• 第三章 突變酒酒球菌表型差異比較分析25-31
• 3.1 試驗材料25-26
• 3.1.1 試驗儀器與試劑25
• 3.1.2 試驗菌株與培養(yǎng)基配置25-26
• 3.2 試驗方法26-27
• 3.2.1 樣品的制備26
• 3.2.2 β-葡萄糖苷酶活性測定方法26
• 3.2.3 對硝基苯酚標準曲線26
• 3.2.4 蘋果酸降解試驗26-27
• 3.3 統(tǒng)計分析27
• 3.4 試驗結(jié)果與分析27-31
• 3.4.1 pH 3.0 下菌株的生長曲線27-28
• 3.4.2 β-葡萄糖苷酶活性測定28-29
• 3.4.3 蘋果酸降解試驗29-30
• 3.4.4 小結(jié)30-31
• 第四章 全基因組關(guān)聯(lián)性分析31-46
• 4.1 試驗材料31
• 4.1.1 試驗菌株31
• 4.1.2 主要試劑31
• 4.1.3 主要儀器和設(shè)備31
• 4.2 試驗方法31-32
• 4.2.1 菌株活化31
• 4.2.2 DNA提取31
• 4.2.3 DNA檢測31
• 4.2.4 測序及生物信息分析31-32
• 4.3 結(jié)果與分析32-46
• 4.3.1 送樣菌株DNA提取濃度、純度分析32-33
• 4.3.2 測序數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計33-34
• 4.3.3 編碼基因預測34
• 4.3.4 重復序列統(tǒng)計分析34-38
• 4.3.5 NR數(shù)據(jù)庫注釋38-39
• 4.3.6 共有和特有基因分析39-40
• 4.3.7 SNP統(tǒng)計與注釋40-42
• 4.3.8 GWAS統(tǒng)計分析42
• 4.3.9 統(tǒng)計基因的GO分類和KEGG功能富集42-44
• 4.3.10 小結(jié)44-46
• 第五章 結(jié)論與展望46-48
• 5.1 結(jié)論46
• 5.2 主要創(chuàng)新點46
• 5.3 展望46-48
• 參考文獻48-53
• 附錄153-62
• 致謝62-63
• 作者簡介63

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2 周秀琴;乳酸菌在食品中的應用[J];食品與發(fā)酵工業(yè);1981年03期

3 張春暉,夏雙梅,李華;酒類酒球菌分離培養(yǎng)基研究[J];食品科學;2003年01期

4 李翠霞;李華;金剛;杜立業(yè);王華;;新疆葡萄酒產(chǎn)區(qū)優(yōu)良酒類酒球菌的分離、鑒定[J];食品科學;2012年01期

5 ;[J];;年期

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1 李忠思;;我國革蘭氏陽性致病球菌的耐藥現(xiàn)狀及防治對策[A];2008第十一次全國臨床藥理學學術(shù)大會論文集[C];2008年

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1 張?zhí)锟?物以類聚 “人以菌分”[N];大眾科技報;2011年

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1 張春暉;中國優(yōu)良酒類酒球菌（Oenococcus oeni）的分離篩選及蘋果酸—乳酸發(fā)酵研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2001年

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1 陳其玲;基于全基因組關(guān)聯(lián)性分析的酒酒球菌抗酸基因研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2016年

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4 李翠霞;中國優(yōu)良酒類酒球菌的分離、鑒定[D];西北農(nóng)林科技大學;2011年

5 杜立業(yè);酒酒球菌液氮超低溫保存研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2011年

6 李西柱;酒酒球菌抗酸連鎖基因RAPD特異性標記的研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2009年

7 王坐京;酒酒球菌抗酒精連鎖基因RAPD特異性標記的研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2009年

8 王飛;奇球菌屬細菌類胡蘿卜素的分離提取與抗氧化活性研究[D];浙江大學;2012年

9 薛平海;健康婦女生殖道中產(chǎn)乳酸球菌的分離鑒定及其在維持菌群平衡中的作用[D];遼寧師范大學;2004年

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本文編號：799056