巴氏醋桿菌因其強大的氧化乙醇產乙酸能力而被廣泛用于食醋工業(yè)化生產,其耐酸性能是制約高酸度食醋生產的關鍵因素。目前,有關巴氏醋桿菌耐酸分子機制尚未進行深入研究。本文以分離于浙江省傳統(tǒng)玫瑰醋中的一株產酸量高達110 g/L的巴氏醋桿菌Ab3為研究對象,從定量差異蛋白組學及細胞壓力響應調控通路等方面對其耐酸分子機理進行了深度分析和揭示。本文首先開展了巴氏醋桿菌群體感應(quorum sensing,QS)測定及遺傳多樣性分布的研究。采用指示菌檢測法,未能在巴氏醋桿菌Ab3和CICC 20001中檢測到常見信號分子AHLs(N-acyl-homoserine lactones)和AI-2(Autoinducer-2)�；蚪M數(shù)據(jù)分析表明,AHL合成酶及其受體蛋白編碼基因在巴氏醋桿菌基因組遺傳進化過程中普遍丟失,同時也未在其中發(fā)現(xiàn)AI-2合成和響應體系中蛋白同源序列。相比于巴氏醋桿菌,其它醋酸菌屬如Komagataeibacter和Gluconacetobacter中仍保留信號分子合成酶LuxI或受體蛋白LuxR,表明這些菌種中QS仍扮演重要的調控作用。此外,除AHLs和AI-2以外的其它QS信...

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【學位級別】：博士

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第1章 前言
    1.1 食醋工業(yè)生產及現(xiàn)狀
        1.1.1 引言
        1.1.2 食醋工業(yè)生產工藝
        1.1.3 食醋發(fā)酵產酸水平面臨的主要難題
        1.1.4 醋酸菌分類及研究概況
    1.2 醋酸菌耐酸機理研究現(xiàn)狀
        1.2.1 蛋白組學技術在耐酸機理闡釋中的應用
        1.2.2 iTRAQ技術在醋酸菌耐酸機理研究中的潛在價值
        1.2.3 比較基因組學分析醋酸菌潛在耐酸性機制
        1.2.4 轉錄組學分析醋酸菌潛在耐酸性機制
        1.2.5 基于耐酸機理的醋酸發(fā)酵工藝優(yōu)化
    1.3 微生物代謝通路調控體系
        1.3.1 群體感應系統(tǒng)
        1.3.2 群體感應主要功能
        1.3.3 醋酸菌群體感應系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.3.4 毒素抗毒素系統(tǒng)及分類
        1.3.5 毒素抗毒素系統(tǒng)作用對象
        1.3.6 毒素抗毒素系統(tǒng)主要功能
        1.3.7 醋酸菌中毒素抗毒素研究現(xiàn)狀
    1.4 細菌持留現(xiàn)象
        1.4.1 持留菌簡介
        1.4.2 持留細胞生理特征
        1.4.3 持留細胞形成機理及影響因素
        1.4.4 醋酸菌中持留研究前景
    1.5 本文主要研究內容、方案與技術路線
        1.5.1 本文主要研究內容
        1.5.2 研究方案與技術路線
第2章 巴氏醋桿菌群體感應系統(tǒng)分布研究
    2.1 引言
    2.2 實驗材料及主要方法
        2.2.1 實驗菌種及培養(yǎng)基
        2.2.2 藥品試劑及主要儀器設備
        2.2.3 基因組數(shù)據(jù)
        2.2.4 實驗及分析方法
    2.3 實驗結果與討論
        2.3.1 巴氏醋桿菌中AHLs的檢測
        2.3.2 巴氏醋桿菌中AI-2 的檢測
        2.3.3 巴氏醋桿菌中其它信號分子的檢測
        2.3.4 LuxI和 LuxR的分布分析
        2.3.5 LuxI和 LuxR的分布與環(huán)境相關
        2.3.6 LuxI和 LuxR的遺傳進化分析
        2.3.7 LuxR保守結構域分析
        2.3.8 醋酸菌中其它群體感應系統(tǒng)分布分析
    2.4 本章小結
第3章 iTRAQ定量測定巴氏醋桿菌差異蛋白組輪廓
    3.1 引言
    3.2 實驗材料及主要方法
        3.2.1 實驗菌種及培養(yǎng)基
        3.2.2 藥品試劑與儀器設備
        3.2.3 實驗及分析方法
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 巴氏醋桿菌響應醋酸壓力蛋白組差異表達輪廓
        3.3.2 基因轉錄與蛋白表達關聯(lián)性研究
        3.3.3 不同生物過程中差異表達蛋白分析
    3.4 本章小結
第4章 巴氏醋桿菌毒素抗毒素系統(tǒng)研究
    4.1 引言
    4.2 實驗材料及主要方法
        4.2.1 實驗菌種、質粒及培養(yǎng)基
        4.2.2 藥品試劑及主要儀器設備
        4.2.3 實驗及分析方法
    4.3 實驗結果與討論
        4.3.1 巴氏醋桿菌中三對毒素抗毒素系統(tǒng)結構分析
        4.3.2 DB34₀3210和DB34₀3205 表達質粒構建
        4.3.3 DB34₀4120和DB34₀4125 表達質粒構建
        4.3.4 DB34₀1190和DB34₀1195 表達質粒構建
        4.3.5 巴氏醋桿菌TAS的異源表達
        4.3.6 巴氏醋桿菌TAS在大腸桿菌中的生理功能
    4.4 本章小結
第5章 醋桿菌中TAS遺傳進化及分布研究
    5.1 引言
    5.2 實驗材料及主要方法
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 主要方法
    5.3 結果與討論
        5.3.1 巴氏醋桿菌種內水平TAS遺傳進化分析
        5.3.2 醋桿菌屬種間水平TAS分布及家族分類分析
        5.3.3 TAS在醋桿菌壓力響應中的潛在作用
    5.4 本章小結
第6章 巴氏醋桿菌中的持留現(xiàn)象
    6.1 引言
    6.2 實驗材料及主要方法
        6.2.1 實驗菌種及培養(yǎng)基
        6.2.2 藥品試劑及主要儀器設備
        6.2.3 實驗及分析方法
    6.3 結果與討論
        6.3.1 持留細胞的形成在醋酸菌中是一種普遍現(xiàn)象
        6.3.2 抗生素預處理降低持留細胞形成
        6.3.3 不同生長階段的持留細胞形成
        6.3.4 乙酸和乙醇對持留細胞形成的影響與ATP合成相關
        6.3.5 高濃度乙酸處理下巴氏醋桿菌持留類似細胞測定
    6.4 本章小結
第7章 巴氏醋桿菌基因工程操作體系的優(yōu)化構建及Ap_hicAB基因功能分析
    7.1 引言
    7.2 實驗材料及主要方法
        7.2.1 實驗菌種及培養(yǎng)基
        7.2.2 藥品試劑及主要儀器設備
        7.2.3 實驗及分析方法
    7.3 結果與討論
        7.3.1 敲除載體pHDUA的構建
        7.3.2 基因敲除菌的構建
        7.3.3 回補表達質粒pBBROHAB的構建
        7.3.4 Ap_hicAB基因回補
        7.3.5 Ap_hicAB敲除對細胞生長的影響
        7.3.6 Ap_hicAB敲除對持留細胞形成的影響
        7.3.7 Ap_hicAB敲除后細胞的產酸變化
        7.3.8 初始乙酸加入對敲除菌產酸影響
        7.3.9 Ap_hicAB敲除后對不同酸度下持留細胞形成影響
        7.3.10 Ap_hicAB轉錄調控對象分析
    7.4 本章小結
第8章 結論、展望與創(chuàng)新點
    8.1 結論
    8.2 展望
    8.3 創(chuàng)新點
參考文獻
附錄
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和科研成果
致謝



本文編號：3768350