巴氏醋杆菌耐酸性分子机制的研究
发布时间：2023-03-23 05:11
巴氏醋杆菌因其强大的氧化乙醇产乙酸能力而被广泛用于食醋工业化生产,其耐酸性能是制约高酸度食醋生产的关键因素。目前,有关巴氏醋杆菌耐酸分子机制尚未进行深入研究。本文以分离于浙江省传统玫瑰醋中的一株产酸量高达110 g/L的巴氏醋杆菌Ab3为研究对象,从定量差异蛋白组学及细胞压力响应调控通路等方面对其耐酸分子机理进行了深度分析和揭示。本文首先开展了巴氏醋杆菌群体感应(quorum sensing,QS)测定及遗传多样性分布的研究。采用指示菌检测法,未能在巴氏醋杆菌Ab3和CICC 20001中检测到常见信号分子AHLs(N-acyl-homoserine lactones)和AI-2(Autoinducer-2)。基因组数据分析表明,AHL合成酶及其受体蛋白编码基因在巴氏醋杆菌基因组遗传进化过程中普遍丢失,同时也未在其中发现AI-2合成和响应体系中蛋白同源序列。相比于巴氏醋杆菌,其它醋酸菌属如Komagataeibacter和Gluconacetobacter中仍保留信号分子合成酶LuxI或受体蛋白LuxR,表明这些菌种中QS仍扮演重要的调控作用。此外,除AHLs和AI-2以外的其它QS信...
【文章页数】：235 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第1章 前言
1.1 食醋工业生产及现状
1.1.1 引言
1.1.2 食醋工业生产工艺
1.1.3 食醋发酵产酸水平面临的主要难题
1.1.4 醋酸菌分类及研究概况
1.2 醋酸菌耐酸机理研究现状
1.2.1 蛋白组学技术在耐酸机理阐释中的应用
1.2.2 iTRAQ技术在醋酸菌耐酸机理研究中的潜在价值
1.2.3 比较基因组学分析醋酸菌潜在耐酸性机制
1.2.4 转录组学分析醋酸菌潜在耐酸性机制
1.2.5 基于耐酸机理的醋酸发酵工艺优化
1.3 微生物代谢通路调控体系
1.3.1 群体感应系统
1.3.2 群体感应主要功能
1.3.3 醋酸菌群体感应系统研究现状
1.3.4 毒素抗毒素系统及分类
1.3.5 毒素抗毒素系统作用对象
1.3.6 毒素抗毒素系统主要功能
1.3.7 醋酸菌中毒素抗毒素研究现状
1.4 细菌持留现象
1.4.1 持留菌简介
1.4.2 持留细胞生理特征
1.4.3 持留细胞形成机理及影响因素
1.4.4 醋酸菌中持留研究前景
1.5 本文主要研究内容、方案与技术路线
1.5.1 本文主要研究内容
1.5.2 研究方案与技术路线
第2章 巴氏醋杆菌群体感应系统分布研究
2.1 引言
2.2 实验材料及主要方法
2.2.1 实验菌种及培养基
2.2.2 药品试剂及主要仪器设备
2.2.3 基因组数据
2.2.4 实验及分析方法
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 巴氏醋杆菌中AHLs的检测
2.3.2 巴氏醋杆菌中AI-2 的检测
2.3.3 巴氏醋杆菌中其它信号分子的检测
2.3.4 LuxI和 LuxR的分布分析
2.3.5 LuxI和 LuxR的分布与环境相关
2.3.6 LuxI和 LuxR的遗传进化分析
2.3.7 LuxR保守结构域分析
2.3.8 醋酸菌中其它群体感应系统分布分析
2.4 本章小结
第3章 iTRAQ定量测定巴氏醋杆菌差异蛋白组轮廓
3.1 引言
3.2 实验材料及主要方法
3.2.1 实验菌种及培养基
3.2.2 药品试剂与仪器设备
3.2.3 实验及分析方法
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 巴氏醋杆菌响应醋酸压力蛋白组差异表达轮廓
3.3.2 基因转录与蛋白表达关联性研究
3.3.3 不同生物过程中差异表达蛋白分析
3.4 本章小结
第4章 巴氏醋杆菌毒素抗毒素系统研究
4.1 引言
4.2 实验材料及主要方法
4.2.1 实验菌种、质粒及培养基
4.2.2 药品试剂及主要仪器设备
4.2.3 实验及分析方法
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 巴氏醋杆菌中三对毒素抗毒素系统结构分析
4.3.2 DB3403210和DB3403205 表达质粒构建
4.3.3 DB3404120和DB3404125 表达质粒构建
4.3.4 DB3401190和DB3401195 表达质粒构建
4.3.5 巴氏醋杆菌TAS的异源表达
4.3.6 巴氏醋杆菌TAS在大肠杆菌中的生理功能
4.4 本章小结
第5章 醋杆菌中TAS遗传进化及分布研究
5.1 引言
5.2 实验材料及主要方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 主要方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 巴氏醋杆菌种内水平TAS遗传进化分析
5.3.2 醋杆菌属种间水平TAS分布及家族分类分析
5.3.3 TAS在醋杆菌压力响应中的潜在作用
5.4 本章小结
第6章 巴氏醋杆菌中的持留现象
6.1 引言
6.2 实验材料及主要方法
6.2.1 实验菌种及培养基
6.2.2 药品试剂及主要仪器设备
6.2.3 实验及分析方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 持留细胞的形成在醋酸菌中是一种普遍现象
6.3.2 抗生素预处理降低持留细胞形成
6.3.3 不同生长阶段的持留细胞形成
6.3.4 乙酸和乙醇对持留细胞形成的影响与ATP合成相关
6.3.5 高浓度乙酸处理下巴氏醋杆菌持留类似细胞测定
6.4 本章小结
第7章 巴氏醋杆菌基因工程操作体系的优化构建及AphicAB基因功能分析
7.1 引言
7.2 实验材料及主要方法
7.2.1 实验菌种及培养基
7.2.2 药品试剂及主要仪器设备
7.2.3 实验及分析方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 敲除载体pHDUA的构建
7.3.2 基因敲除菌的构建
7.3.3 回补表达质粒pBBROHAB的构建
7.3.4 AphicAB基因回补
7.3.5 AphicAB敲除对细胞生长的影响
7.3.6 AphicAB敲除对持留细胞形成的影响
7.3.7 AphicAB敲除后细胞的产酸变化
7.3.8 初始乙酸加入对敲除菌产酸影响
7.3.9 AphicAB敲除后对不同酸度下持留细胞形成影响
7.3.10 AphicAB转录调控对象分析
7.4 本章小结
第8章 结论、展望与创新点
8.1 结论
8.2 展望
8.3 创新点
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文和科研成果
致谢
本文编号：3768350
【文章页数】：235 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第1章 前言
1.1 食醋工业生产及现状
1.1.1 引言
1.1.2 食醋工业生产工艺
1.1.3 食醋发酵产酸水平面临的主要难题
1.1.4 醋酸菌分类及研究概况
1.2 醋酸菌耐酸机理研究现状
1.2.1 蛋白组学技术在耐酸机理阐释中的应用
1.2.2 iTRAQ技术在醋酸菌耐酸机理研究中的潜在价值
1.2.3 比较基因组学分析醋酸菌潜在耐酸性机制
1.2.4 转录组学分析醋酸菌潜在耐酸性机制
1.2.5 基于耐酸机理的醋酸发酵工艺优化
1.3 微生物代谢通路调控体系
1.3.1 群体感应系统
1.3.2 群体感应主要功能
1.3.3 醋酸菌群体感应系统研究现状
1.3.4 毒素抗毒素系统及分类
1.3.5 毒素抗毒素系统作用对象
1.3.6 毒素抗毒素系统主要功能
1.3.7 醋酸菌中毒素抗毒素研究现状
1.4 细菌持留现象
1.4.1 持留菌简介
1.4.2 持留细胞生理特征
1.4.3 持留细胞形成机理及影响因素
1.4.4 醋酸菌中持留研究前景
1.5 本文主要研究内容、方案与技术路线
1.5.1 本文主要研究内容
1.5.2 研究方案与技术路线
第2章 巴氏醋杆菌群体感应系统分布研究
2.1 引言
2.2 实验材料及主要方法
2.2.1 实验菌种及培养基
2.2.2 药品试剂及主要仪器设备
2.2.3 基因组数据
2.2.4 实验及分析方法
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 巴氏醋杆菌中AHLs的检测
2.3.2 巴氏醋杆菌中AI-2 的检测
2.3.3 巴氏醋杆菌中其它信号分子的检测
2.3.4 LuxI和 LuxR的分布分析
2.3.5 LuxI和 LuxR的分布与环境相关
2.3.6 LuxI和 LuxR的遗传进化分析
2.3.7 LuxR保守结构域分析
2.3.8 醋酸菌中其它群体感应系统分布分析
2.4 本章小结
第3章 iTRAQ定量测定巴氏醋杆菌差异蛋白组轮廓
3.1 引言
3.2 实验材料及主要方法
3.2.1 实验菌种及培养基
3.2.2 药品试剂与仪器设备
3.2.3 实验及分析方法
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 巴氏醋杆菌响应醋酸压力蛋白组差异表达轮廓
3.3.2 基因转录与蛋白表达关联性研究
3.3.3 不同生物过程中差异表达蛋白分析
3.4 本章小结
第4章 巴氏醋杆菌毒素抗毒素系统研究
4.1 引言
4.2 实验材料及主要方法
4.2.1 实验菌种、质粒及培养基
4.2.2 药品试剂及主要仪器设备
4.2.3 实验及分析方法
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 巴氏醋杆菌中三对毒素抗毒素系统结构分析
4.3.2 DB3403210和DB3403205 表达质粒构建
4.3.3 DB3404120和DB3404125 表达质粒构建
4.3.4 DB3401190和DB3401195 表达质粒构建
4.3.5 巴氏醋杆菌TAS的异源表达
4.3.6 巴氏醋杆菌TAS在大肠杆菌中的生理功能
4.4 本章小结
第5章 醋杆菌中TAS遗传进化及分布研究
5.1 引言
5.2 实验材料及主要方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 主要方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 巴氏醋杆菌种内水平TAS遗传进化分析
5.3.2 醋杆菌属种间水平TAS分布及家族分类分析
5.3.3 TAS在醋杆菌压力响应中的潜在作用
5.4 本章小结
第6章 巴氏醋杆菌中的持留现象
6.1 引言
6.2 实验材料及主要方法
6.2.1 实验菌种及培养基
6.2.2 药品试剂及主要仪器设备
6.2.3 实验及分析方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 持留细胞的形成在醋酸菌中是一种普遍现象
6.3.2 抗生素预处理降低持留细胞形成
6.3.3 不同生长阶段的持留细胞形成
6.3.4 乙酸和乙醇对持留细胞形成的影响与ATP合成相关
6.3.5 高浓度乙酸处理下巴氏醋杆菌持留类似细胞测定
6.4 本章小结
第7章 巴氏醋杆菌基因工程操作体系的优化构建及AphicAB基因功能分析
7.1 引言
7.2 实验材料及主要方法
7.2.1 实验菌种及培养基
7.2.2 药品试剂及主要仪器设备
7.2.3 实验及分析方法
7.3 结果与讨论
7.3.1 敲除载体pHDUA的构建
7.3.2 基因敲除菌的构建
7.3.3 回补表达质粒pBBROHAB的构建
7.3.4 AphicAB基因回补
7.3.5 AphicAB敲除对细胞生长的影响
7.3.6 AphicAB敲除对持留细胞形成的影响
7.3.7 AphicAB敲除后细胞的产酸变化
7.3.8 初始乙酸加入对敲除菌产酸影响
7.3.9 AphicAB敲除后对不同酸度下持留细胞形成影响
7.3.10 AphicAB转录调控对象分析
7.4 本章小结
第8章 结论、展望与创新点
8.1 结论
8.2 展望
8.3 创新点
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文和科研成果
致谢
本文编号：3768350
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qgylw/3768350.html
