诱变酒酒球菌中抗酸候选基因ATPase和FtsH的表达差异分析及功能验证
结构域,1材料与方法,1菌株与质粒,2相关试剂与培养基,3仪器与设备,4试验方法,5数据统计分析,2结果与分析,1诱变酒酒球菌抗酸菌株b1和酸敏菌株b2中ATPase和FtsH的相对表达
文向圆,原雨欣,余东亮,2,刘树文,3,4*(1 西北农林科技大学葡萄酒学院 陕西杨凌712100 2 秦皇岛金士国际葡萄酒有限公司 河北昌黎066600 3 陕西省葡萄与葡萄酒工程技术研究中心 陕西杨凌712100 4 陕西省合阳葡萄试验示范站 陕西渭南715300)
酒酒球菌(Oenococcus oeni,O.oeni)是从葡萄酒中分离出的革兰氏阳性菌[1-3],通常在酒精发酵后大量繁殖,可以通过启动苹果酸-乳酸发酵(Malolactic fermentation,MLF) 将L-苹果酸转化成L-乳酸[4-5]。MLF 可以降低葡萄酒的酸度,柔和口感,增加葡萄酒的稳定性和香气[6-8]。在葡萄酒苛刻的环境条件下(高酒精度,低pH 值和营养匮乏)[9-11],酒酒球菌因具有良好的抗逆性而成为MLF 的主要乳酸菌种[12-14]。酒酒球菌的生长最适pH 值为4.8,而葡萄酒中的pH 值通常为3.2~3.5,葡萄酒中的低pH 值是限制细菌生长的一个主要因素[15],因此,研究酒酒球菌中的抗酸基因具有十分重要的意义。
在细菌中,FtsH 是一种细胞质膜上的ATP 依赖蛋白酶[16-17]。FtsH 可使膜上的蛋白质脱离,利用ATP 展开这些脱离蛋白并逐步降解它们[18]。在胁迫条件下敲除乳酸菌中FtsH 基因会降低细胞活力[19-21]。FtsH 的沉默使植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,L.plantarum)WSCF1 对高温和高盐的耐受能力及形成细胞膜的能力下降[22]。本研究中的ATPase 基因隶属于FGGY 亚家族的L-核酮糖激酶基因。L-核酮糖激酶主要参与碳水化合物的代谢,在许多细菌的碳源和能量的获得中发挥着重要作用[23-24]。根据这一特性推测其可能与细菌的抗性存在关联。
目前,酒酒球菌中基因操作缺乏有效的分子技术,导致酒酒球菌基因功能的研究一直进展缓慢[25]。有研究成功地将质粒电转化到酒酒球菌中[26];Assad-García 等[27]使用酒精作为膜介质成功实现了外源质粒的导入;Darsonval 等[28]利用反义RNA 技术实现了酒酒球菌中hsp 基因的沉默,然而这样的报道不太多。由于酒酒球菌转化十分困难[7],因此本研究在植物乳杆菌中验证来源于酒酒球菌基因的功能。
本实验室前期通过诱变得到3 对抗酸和酸敏酒酒球菌,并通过重测序比对3 对抗酸和酸敏酒酒球菌中的SNP 突变位点,共定位到181 个可能与抗酸相关的基因[29]。依据文献报道挑取41 个基因进行实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR ......
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