不同初始pH值对植物乳杆菌LIP-1抗冷冻干燥性能的影响及作用机制

发布时间：2020-07-10 12:32

【摘要】：为探究不同初始培养pH对植物乳杆菌LIP-1(Lactobacillus plantarum LIP-1)抗冷冻干燥活性的影响及其内在作用机制,本试验以前期优化的培养基为基础,利用单因素实验对不同初始pH(5.0、5.6、6.2、6.8、7.4)对菌株的生长量及冻干存活率的影响进行比较,并选择生长量较高,但冻干存活率存在显著差异的两个组别,进行细胞膜脂肪酸含量、细胞酶活、细胞膜完整性的测定;并利用Illumina高通量测序技术,在转录组学及蛋白组学的水平上分析比较不同初始培养pH影响植物乳杆菌LIP-1抗冷冻干燥活性的内在作用机制。结果显示,不同初始pH对发酵活菌数及冻干存活率有一定的影响。当初始pH为6.8(实验组H)和7.4(对照组LB)时,发酵活菌数显著高于其他组别;与对照组相比,实验组菌株的冻干存活率显著升高(p0.05);对发酵过程中pH的测定发现,随发酵培养时间的增长,发酵pH逐渐下降,在6h时,实验组pH已下降至5.2,而对照组在12h才下降至5.2,实验组菌株所处低酸环境时间更长。对细胞膜脂肪酸含量进行测定发现,与初始pH7.4相比,初始pH6.8的不饱和脂肪酸含量显著增多(p0.05)。检测细胞膜完整性发现,初始pH6.8培养的菌株细胞膜损伤程度低于初始pH7.4的,实验组细胞膜完整性明显好于对照组。测定酶活发现实验组的乳酸脱氢酶、H+-ATP酶的酶活显著高于对照组(p0.05)。在转录及蛋白水平上,与初始pH7.4相比,初始pH6.8培养的菌株在脂肪酸生物合成途径中,乙酰-CoA脱羧酶的编码基因accA、accC以及柠檬酸裂解酶表达量均显著上调(p0.05),催化了乙酰-CoA生成丙二酰-CoA,从而促进不饱和脂肪酸的产生。乳酸脱氢酶、H+-ATP酶表达量均显著上调(p0.05),与酶活性测定结果相吻合。此外,与对照组相比,实验组多个冷应激蛋白的表达量也显著上调(p0.05)。结果表明,与初始pH7.4相比,经初始pH6.8培养的菌株长时处于低酸环境,一方面因酸胁迫促进了环丙烷脂肪酸含量的增加、延长了碳链,提高了细胞膜脂肪酸不饱和度,进而改善了细胞膜流动性、维持了菌体细胞膜的完整性,减少了菌株的冻干损伤。另一方面长时低酸培养使与脂肪酸合成相关基因表达量显著上调,菌体细胞酶活及冷应激蛋白csp家族表达量均显著上调,(p0.05)提升了菌株抗冷冻的能力。两者互相协同,从而提高了植物乳杆菌LIP-1的抗冷冻干燥性能。据此,本研究为进一步提高乳酸菌的抗冷冻干燥活性提供一定的理论基础。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS252.1
【图文】：

图１反应管逡逑

图３邋ＴＭＴ定量蛋白质组学原理逡逑

图４邋ＴＭＴ定量流程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ．４邋ＴＭＴ邋ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑

【参考文献】

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本文编号：2748913