本文關(guān)鍵詞：耐乙醇巴氏醋桿菌選育及其耐受機(jī)制

  更多相關(guān)文章： 巴氏醋桿菌 等離子體誘變 乙醇耐受性 代謝組學(xué) 脂肪酸

【摘要】：醋酸菌在醋酸發(fā)酵過程中不可避免地受到乙醇、乙酸和高溫等環(huán)境因素脅迫,嚴(yán)重影響產(chǎn)量,同時(shí)增加生產(chǎn)成本。乙醇作為醋酸菌的發(fā)酵底物,不僅影響食醋的產(chǎn)量,還會(huì)影響醋酸菌自身的生長(zhǎng)。本文利用等離子體誘變(ARTP)對(duì)常用的食醋釀造菌巴氏醋桿菌(Acetobacter pasteurianus)進(jìn)行誘變,獲得了一株乙醇耐受株。而后對(duì)該菌的發(fā)酵特性、細(xì)胞膜通透性、海藻糖含量、胞內(nèi)代謝物及細(xì)胞膜脂肪酸組成變化進(jìn)行研究,初步探討了巴氏醋桿菌乙醇耐受機(jī)制,為定向改造菌種提供依據(jù)。首先,通過ARTP誘變成功選育出一株乙醇耐受菌株,命名為T3-06。該誘變株遺傳性狀穩(wěn)定,在含有11%(v/v)乙醇發(fā)酵培養(yǎng)基中醋酸產(chǎn)量為33.38±2.73g/L,比出發(fā)菌株提高了380.98%。對(duì)菌株T3-06和AP1.01細(xì)胞膜通透性和海藻糖含量比較表明,菌株T3-06的細(xì)胞膜通透性要小于APl.01,且其細(xì)胞中海藻糖的合成量要高于APl.01。細(xì)胞膜通透性大小和海藻糖合成量對(duì)菌株的乙醇耐受性有影響。利用基于GC-MS代謝組學(xué)對(duì)T3-06耐受機(jī)制進(jìn)行研究,結(jié)果表明乙醇脅迫下T3-06細(xì)胞中碳代謝、脂代謝和氨基酸代謝相關(guān)物質(zhì)含量發(fā)生了改變。乙醇脅迫下菌株的糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)被抑制,但此時(shí)菌株T3-06的乙醇產(chǎn)能途徑在該條件下能夠很好地運(yùn)作,氧化乙醇使得細(xì)胞內(nèi)有足夠的能量供應(yīng),維持細(xì)胞生長(zhǎng),來抵抗外界不利因素。菌體內(nèi)合成了眾多細(xì)胞活性保護(hù)物質(zhì),如脯氨酸、亮氨酸和海藻糖等。細(xì)胞膜脂肪酸組成測(cè)定表明乙醇脅迫使得菌體中飽和脂肪酸的合成受到抑制,不飽和脂肪酸含量增加,使得飽和脂肪酸／不飽和脂肪酸比值減小,細(xì)胞膜流動(dòng)性增加。同時(shí),DPH熒光探針測(cè)定也驗(yàn)證了細(xì)胞膜流動(dòng)性的變化。在乙醇脅迫下菌株T3-06能夠有效地調(diào)節(jié)自身脂肪酸的合成,減小膜的流動(dòng)性。乙醇脅迫下T3-06細(xì)胞膜脂肪酸的調(diào)節(jié)主要是通過調(diào)節(jié)十六烷酸、十八烷酸和亞油酸的合成量。綜上可知與出發(fā)株AP1.01相比,誘變株T3-06乙醇耐受的原因?yàn)椋焊咭掖紳舛认耇3-06乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶仍能保持較高的活力保證了乙醇呼吸鏈的產(chǎn)能,并且T3-06能夠有效地調(diào)節(jié)菌體內(nèi)的碳代謝、脂代謝和氨基酸代謝同時(shí)合成細(xì)胞活性保護(hù)物質(zhì),調(diào)節(jié)自身細(xì)胞膜脂肪酸組成維持細(xì)胞膜一定的流動(dòng)性。
【關(guān)鍵詞】：巴氏醋桿菌 等離子體誘變 乙醇耐受性 代謝組學(xué) 脂肪酸
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ223.122;TQ920.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-17
• 1.1 醋酸菌簡(jiǎn)介8
• 1.2 耐乙醇醋酸菌的選育和改造8-9
• 1.3 乙醇耐受機(jī)制研究9-11
• 1.3.1 細(xì)胞膜磷脂與乙醇耐受性10
• 1.3.2 海藻糖與乙醇耐受性10-11
• 1.3.3 通用應(yīng)激機(jī)制與乙醇耐受性11
• 1.4 室溫等離子體誘變技術(shù)11-13
• 1.4.1 室溫等離子體誘變技術(shù)簡(jiǎn)介11-12
• 1.4.2 室溫等離子體誘變技術(shù)特點(diǎn)12
• 1.4.3 室溫等離子體誘變技術(shù)的應(yīng)用12-13
• 1.5 代謝組學(xué)13-15
• 1.5.1 代謝組學(xué)概述13-14
• 1.5.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法14-15
• 1.5.3 代謝組學(xué)的應(yīng)用15
• 1.6 論文研究?jī)?nèi)容與意義15-16
• 1.7 技術(shù)路線16-17
• 2 材料與方法17-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料17-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)菌株17
• 2.1.2 試劑與儀器17-19
• 2.1.3 培養(yǎng)基19
• 2.1.4 溶液配制19-21
• 2.1.5 巴氏醋桿菌培養(yǎng)方法21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法21-28
• 2.2.1 巴氏醋桿菌在不同乙醇濃度下的生長(zhǎng)情況21
• 2.2.2 巴氏醋桿菌等離子體誘變21-23
• 2.2.3 誘變株和出發(fā)株乙醇下的生理響應(yīng)23-25
• 2.2.4 胞內(nèi)小分子代謝物分析比較25-26
• 2.2.5 細(xì)胞膜脂肪酸組成比較26-28
• 2.3 分析方法28-33
• 2.3.1 產(chǎn)酸量測(cè)定28-29
• 2.3.2 發(fā)酵液葡萄糖酸含量測(cè)定29
• 2.3.3 乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶酶活測(cè)定29-30
• 2.3.4 ATP水解酶酶活測(cè)定30-31
• 2.3.5 菌體干重測(cè)定31-33
• 3 結(jié)果與討論33-69
• 3.1 巴氏醋桿菌AP1.01在不同乙醇濃度下的生長(zhǎng)情況33-34
• 3.2 巴氏醋桿菌等離子體誘變34-38
• 3.2.1 等離子體誘變致死率曲線34-35
• 3.2.2 乙醇耐受菌株的篩選35-37
• 3.2.3 誘變菌株遺傳穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)37-38
• 3.2.4 小結(jié)38
• 3.3 誘變株和出發(fā)株在乙醇下的生理響應(yīng)比較38-47
• 3.3.1 誘變株和出發(fā)株發(fā)酵性能比較38-42
• 3.3.2 乙醇對(duì)誘變株和出發(fā)株細(xì)胞膜通透性影響42-46
• 3.3.3 乙醇對(duì)誘變株和出發(fā)株海藻糖含量影響46-47
• 3.3.4 小結(jié)47
• 3.4 誘變株和出發(fā)株胞內(nèi)小分子代謝物分析比較47-63
• 3.4.1 胞內(nèi)代謝物的檢測(cè)與定性定量分析48-49
• 3.4.2 誘變株和出發(fā)株胞內(nèi)代謝物多元統(tǒng)計(jì)分析49-63
• 3.4.4 小結(jié)63
• 3.5 誘變株和出發(fā)株細(xì)胞膜脂肪酸組成比較63-69
• 4 結(jié)論69-70
• 5 展望70-71
• 6 參考文獻(xiàn)71-79
• 7 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況79-80
• 8 致謝80

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