發(fā)布時(shí)間：2021-04-07 18:25

　　工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中,生產(chǎn)菌株會(huì)遭遇到眾多脅迫,導(dǎo)致微生物生理功能受損,從而降低菌株的生產(chǎn)性能。本論文為了加強(qiáng)微生物對(duì)鹽脅迫的抵御能力,以釀酒酵母BY4741為出發(fā)菌株,采用適應(yīng)性進(jìn)化的策略來(lái)提高酵母抵御鹽脅迫能力,利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)解析適應(yīng)性進(jìn)化菌株抵御鹽脅迫的機(jī)制,并利用液質(zhì)聯(lián)用和流式細(xì)胞儀等分析方法,對(duì)Elo2抵御鹽脅迫的生理機(jī)制展開(kāi)研究,主要結(jié)果如下:1.利用適應(yīng)性進(jìn)化技術(shù)篩選抵御鹽脅迫菌株,并利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)解析關(guān)鍵鹽脅迫抵御路徑。采用適應(yīng)性進(jìn)化篩選抵御鹽脅迫菌株XCG001,半抑制濃度和生長(zhǎng)曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在1.5 M NaCl條件下,與出發(fā)菌株wt相比,菌株XCG001的細(xì)胞濃度提高了37.3%;對(duì)NaCl的半抑制濃度提高了55.5%。進(jìn)一步利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):在菌株XCG001中,糖酵解/糖異生、丙酮酸代謝、脂質(zhì)代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、果糖和甘露糖代謝路徑上調(diào),核糖體與氨基酸代謝路徑下調(diào);在1.5 M NaCl條件下,嘧啶代謝和脂質(zhì)代謝路徑上調(diào),丙酮酸代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)路徑下調(diào)。2.發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)Elo2能抵御鹽脅迫,并測(cè)定其抵御鹽脅迫能力。對(duì)上調(diào)最顯著的基因進(jìn)行過(guò)表達(dá),發(fā)現(xiàn)Elo2高表達(dá)菌株（XC... 

【文章來(lái)源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：50 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三種脂質(zhì)結(jié)構(gòu)

第一章緒論5量[38]。例如，在拜爾結(jié)合酵母中，計(jì)算機(jī)模擬增加帶有超長(zhǎng)鏈脂肪�；湹那手浚@使細(xì)胞膜變厚和致密，這增加了乙酸透過(guò)細(xì)胞膜的自由能，從而提高對(duì)乙酸的抵御能力[39]。這些發(fā)現(xiàn)突出了改造鞘脂等新的策略來(lái)改善抵御環(huán)境脅迫性的重要性。圖1-2鞘脂的代謝路徑Fig.1-2Metabolicpathwaysofsphingolipids1.3超長(zhǎng)鏈脂肪酸的研究進(jìn)展1.3.1超長(zhǎng)鏈脂肪酸的結(jié)構(gòu)與生理功能脂肪酸是大多數(shù)細(xì)胞脂質(zhì)的成分，例如甘油磷脂，鞘脂和甾醇。脂肪酸的主要種類(lèi)包括12-20碳鏈長(zhǎng)的長(zhǎng)鏈脂肪酸，也存在帶有C22和C24的超長(zhǎng)鏈脂肪酸[40]。根據(jù)雙鍵的數(shù)目，將脂肪酸分為飽和脂肪酸，單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。棕櫚酸（C16:0）可以通過(guò)延伸、去飽和或氧化作用在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為其他類(lèi)型脂肪酸[41]。釀酒酵母中的脂肪酸大多長(zhǎng)鏈脂肪酸（C16和C18）和少量的超長(zhǎng)鏈脂肪酸（C22-C26）。C22-C26脂肪酸主要存在于鞘脂中，但也少量存在于糖基磷脂酰肌醇中。哺乳動(dòng)物鞘脂中的脂肪酸主要是長(zhǎng)鏈脂肪酸（C16或C18）或超長(zhǎng)鏈脂肪酸（主要是C24）[42]。超長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)酵母的生長(zhǎng)和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有重要作用。（1）超長(zhǎng)鏈脂肪酸合成對(duì)于酵母生長(zhǎng)至關(guān)重要。在1-�；视�-3-磷酸�；D(zhuǎn)移酶編碼基因SLC1的突變后，酵母細(xì)胞不能正常合成鞘脂，生長(zhǎng)受到影響。在該酵母中，在sn-2位置具有異常C26:0脂肪酸的磷脂酰肌醇，部分取代了鞘脂的功能，該結(jié)果表明鞘脂的超長(zhǎng)鏈脂肪酸部分本身具有重要的功能[43]。在酵母脂肪酸延伸酶中，F(xiàn)en1/Elo2和Sur4/Elo3參與超長(zhǎng)鏈脂肪酸合成，與細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)[44]。例如，在sur4Δ突變體中，不存在C26超長(zhǎng)鏈脂肪酸，而是累積了C24超長(zhǎng)脂肪酸，尤其是C22的超長(zhǎng)鏈脂肪酸。在fen1Δ細(xì)胞中，C26超長(zhǎng)鏈脂肪酸仍然存在，但其含量大大降低?

第三章結(jié)果與討論19第三章結(jié)果與討論3.1選育耐鹽菌株及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析3.1.1適應(yīng)性進(jìn)化提高鹽脅迫抵御能力為了增強(qiáng)釀酒酵母對(duì)鹽脅迫的抵御能力，進(jìn)而提高發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)品產(chǎn)量。以釀酒酵母SaccharomycescerevisiaeBY4741為出發(fā)菌株，氯化鈉為鹽脅迫物質(zhì)進(jìn)行適應(yīng)性進(jìn)化，以獲得抵御鹽脅迫的釀酒酵母。適應(yīng)性進(jìn)化的方法如2.2.2所示。本次釀酒酵母適應(yīng)性進(jìn)化過(guò)程根據(jù)NaCl的濃度分為5個(gè)階段，適應(yīng)性進(jìn)化的總時(shí)間為85天（圖3-1）。圖3-1適應(yīng)性進(jìn)化菌株的進(jìn)化時(shí)間和細(xì)胞濃度Fig.3-1EvolutiontimeandOD600oftheadaptivelaboratoryevolutionstrain從適應(yīng)性進(jìn)化菌株中選擇一株命名為XCG001，比較出發(fā)菌株wt和適應(yīng)性進(jìn)化菌株XCG001的NaCl半抑制濃度（IC50），結(jié)果如圖3-2A所示：與出發(fā)菌株wt相比，適應(yīng)性進(jìn)化菌株XCG001的NaCl半抑制濃度提高了55.5%。比較出發(fā)菌株wt和進(jìn)化菌株XCG001在0M和1.5MNaCl條件下的生長(zhǎng)，結(jié)果如圖3-2B/C所示：（1）在0MNaCl條件下，出發(fā)菌株wt和適應(yīng)性進(jìn)化菌株XCG001生長(zhǎng)情況相似；在1.5MNaCl條件下，與出發(fā)菌株wt相比，適應(yīng)性進(jìn)化菌株XCG001的細(xì)胞濃度提高了37.3%（圖3-2C）。這些結(jié)果表明，適應(yīng)性進(jìn)化菌株XCG001提高了對(duì)NaCl的抵御能力。圖3-2適應(yīng)性進(jìn)化菌株XCG001鹽脅迫下的半抑制濃度和生長(zhǎng)曲線(xiàn)Fig.3-2IC50andgrowthcuvreofadaptivelaboratoryevolutionstrainXCG001undersaltstress


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