嗜热链球菌MN-ZLW-002各生长时期转录组及sRNA差异分析
发布时间：2021-06-18 12:05
随着消费者健康观念的增强,以酸奶为代表的发酵乳制品越来越受到欢迎,截至2018年底,我国酸奶市场销售额就已经突破1400亿人民币。作为最重要的乳制品发酵菌株之一,嗜热链球菌的市场需求量也随之不断增长。在工业化发酵剂制备过程中,高密度培养基各营养成分的设计是获得最优生物量的关键。嗜热链球菌是营养缺陷型菌株,对培养基中各营养成分的需求极为苛刻,特别是碳源、氮源和核酸三个主要成分。在发酵过程,对这三个组分的代谢机制的研究是优化嗜热链球菌高密度培养基的组分和发酵参数的关键,而关于这部分的研究也正是目前所缺乏的。本研究以嗜热链球菌为研究对象,对其在化学合成培养基中进行增殖培养。通过高通量测序技术,获得在各生长时期转录水平表达的基因和在非编码RNA水平表达的sRNA,从而阐明在各生长时期菌株体内关键代谢路径基因表达情况及sRNA潜在的调控机制。本研究通过转录组学测序,共获得1937个基因,并进行功能（GO）注释和代谢路径（KEGG）注释。基于基因在每个样本中表达量的差异,筛选出在每个生长时期发生差异表达的基因,并进行功能富集和代谢路径富集分析。本研究重点对发酵过程中核酸代谢、碳代谢、氨基酸代谢全局...
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
1.1 课题背景
1.2 嗜热链球菌概述
1.3 转录组学对乳酸菌代谢机制研究进展
1.4 sRNA概述
1.5 生物信息学手段分析sRNA
1.6 高通量测序技术分析sRNA
1.7 sRNA在乳酸菌属研究的现状
1.8 国内外研究动态
1.9 研究目的和意义
1.10 研究内容
1.11 研究技术路线图
2 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验菌株
2.1.2 培养基
2.1.3 仪器与设备
2.1.4 主要试剂
2.2 试验方法
2.2.1 菌株的活化
2.2.2 Streptococcus thermophilus MN-ZLW-002 的发酵试验
2.2.3 Streptococcus thermophiles MN-ZLW-002 取样点及生物量确定
2.2.4 样品总RNA的提取及纯化
2.2.5 转录组cDNA文库的构建、测序和数据分析
2.2.6 sRNA-seq测序cDNA文库的构建、测序和数据分析
2.2.7 qRT-PCR验证
2.2.8 数据处理和分析
3 结果与分析
3.1 Streptococcus thermophiles MN-ZLW-002 的生长曲线与取样点的确定
3.2 总RNA纯度和完整性检测
3.3 转录组结果分析
3.3.1 RNA-seq测序结果分析
3.3.2 测序饱和度分析
3.3.3 基因功能注释
3.4 各生长时期差异表达基因分析
3.4.1 T1 vs T0差异基因分析
3.4.2 T2 vs T1差异基因分析
3.4.3 T3 vs T2差异基因分析
3.4.4 T4 vs T3差异基因分析
3.5 核酸代谢基因差异表达情况
3.6 碳代谢基因差异表达情况
3.6.1 半乳糖代谢基因差异表达分析
3.6.2 糖酵解途径各时期基因差异表达分析
3.6.3 丙酮酸代谢路径基因差异表达因分析
3.6.4 脂肪酸合成途径各生长时期基因差异表达分析
3.7 氨基酸代谢路径基因差异表达情况
3.7.1 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢基因差异表达分析
3.7.2 精氨酸代谢基因差异表达分析
3.7.3 甘氨酸、丝氨酸代谢路径各时期基因差异表达分析
3.7.4 半胱氨酸和甲硫氨酸代谢路径基因差异表达分析
3.7.5 缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢路径中差异基因分析
3.8 sRNA分析
3.8.1 sRNA测序数据分析
3.8.2 sRNA靶基因注释
3.8.3 sRNA在各生长时期差异表达情况
3.8.4 迟滞期sRNA差异表达分析
3.8.5 对数前期sRNA差异表达分析
3.8.6 对数末期sRNA差异表达分析
3.8.7 稳定期sRNA差异表达分析
3.9 关键基因及sRNA转录水平表达qRT-PCR分析
3.9.1 RNA纯度和完整性
3.9.2 关键基因表达验证
3.9.3 关键sRNA表达qRT-PCR分析
4 讨论
4.1 核酸代谢路径中差异基因分析
4.2 碳代谢路径中差异基因分析
4.3 氨基酸代谢路径转录组学分析
4.4 sRNA分析
5 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]天冬氨酸提高乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000酸胁迫抗性的作用机制[J]. 张彦位,张娟,堵国成,陈坚. 微生物学通报. 2018(12)
[2]嗜热链球菌的特性与应用研究进展[J]. 田辉,梁宏彰,霍贵成,Evivie Smith Etareri. 生物技术通报. 2015(09)
[3]Predicting sRNAs and Their Targets in Bacteria[J]. Wuju Li 1, , Xiaomin Ying 1 , Qixuan Lu 1,2 , Linxi Chen 2 1 Beijing Institute of Basic Medical Sciences, Beijing 100850, China 2 Institute of Pharmacy and Pharmacology, University of South China, Hengyang 421001, China. Genomics, Proteomics & Bioinformatics. 2012(05)
[4]多不饱和脂肪酸对细胞膜功能影响的研究进展[J]. 李喜艳,王加启,卜登攀,魏宏阳,胡菡,周凌云. 生物技术通报. 2009(12)
[5]不饱和脂肪酸对枯否氏细胞膜磷脂的影响[J]. 董伟,李新建,孟宪钧. 中国生化药物杂志. 1995(03)
博士论文
[1]植物乳杆菌ST-Ⅲ盐应激反应及其协同保护作用的研究[D]. 赵山山.江南大学 2014
[2]乳糖对瑞士乳杆菌生长代谢影响及高密度培养研究[D]. 赵宏飞.北京林业大学 2014
[3]基于转录组学和蛋白质组学对益生菌Lactobacillus casei Zhang在牛乳和豆乳中生长机理的研究[D]. 王记成.内蒙古农业大学 2012
硕士论文
[1]乳酸乳球菌耐酸sRNA042的筛选验证及功能研究[D]. 周丹丹.天津大学 2017
[2]argG、argH和argR基因对Lactococcus lactis NZ9000胁迫抗性的影响[D]. 张明阳.江南大学 2016
本文编号：3236631
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
1.1 课题背景
1.2 嗜热链球菌概述
1.3 转录组学对乳酸菌代谢机制研究进展
1.4 sRNA概述
1.5 生物信息学手段分析sRNA
1.6 高通量测序技术分析sRNA
1.7 sRNA在乳酸菌属研究的现状
1.8 国内外研究动态
1.9 研究目的和意义
1.10 研究内容
1.11 研究技术路线图
2 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验菌株
2.1.2 培养基
2.1.3 仪器与设备
2.1.4 主要试剂
2.2 试验方法
2.2.1 菌株的活化
2.2.2 Streptococcus thermophilus MN-ZLW-002 的发酵试验
2.2.3 Streptococcus thermophiles MN-ZLW-002 取样点及生物量确定
2.2.4 样品总RNA的提取及纯化
2.2.5 转录组cDNA文库的构建、测序和数据分析
2.2.6 sRNA-seq测序cDNA文库的构建、测序和数据分析
2.2.7 qRT-PCR验证
2.2.8 数据处理和分析
3 结果与分析
3.1 Streptococcus thermophiles MN-ZLW-002 的生长曲线与取样点的确定
3.2 总RNA纯度和完整性检测
3.3 转录组结果分析
3.3.1 RNA-seq测序结果分析
3.3.2 测序饱和度分析
3.3.3 基因功能注释
3.4 各生长时期差异表达基因分析
3.4.1 T1 vs T0差异基因分析
3.4.2 T2 vs T1差异基因分析
3.4.3 T3 vs T2差异基因分析
3.4.4 T4 vs T3差异基因分析
3.5 核酸代谢基因差异表达情况
3.6 碳代谢基因差异表达情况
3.6.1 半乳糖代谢基因差异表达分析
3.6.2 糖酵解途径各时期基因差异表达分析
3.6.3 丙酮酸代谢路径基因差异表达因分析
3.6.4 脂肪酸合成途径各生长时期基因差异表达分析
3.7 氨基酸代谢路径基因差异表达情况
3.7.1 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢基因差异表达分析
3.7.2 精氨酸代谢基因差异表达分析
3.7.3 甘氨酸、丝氨酸代谢路径各时期基因差异表达分析
3.7.4 半胱氨酸和甲硫氨酸代谢路径基因差异表达分析
3.7.5 缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢路径中差异基因分析
3.8 sRNA分析
3.8.1 sRNA测序数据分析
3.8.2 sRNA靶基因注释
3.8.3 sRNA在各生长时期差异表达情况
3.8.4 迟滞期sRNA差异表达分析
3.8.5 对数前期sRNA差异表达分析
3.8.6 对数末期sRNA差异表达分析
3.8.7 稳定期sRNA差异表达分析
3.9 关键基因及sRNA转录水平表达qRT-PCR分析
3.9.1 RNA纯度和完整性
3.9.2 关键基因表达验证
3.9.3 关键sRNA表达qRT-PCR分析
4 讨论
4.1 核酸代谢路径中差异基因分析
4.2 碳代谢路径中差异基因分析
4.3 氨基酸代谢路径转录组学分析
4.4 sRNA分析
5 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]天冬氨酸提高乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000酸胁迫抗性的作用机制[J]. 张彦位,张娟,堵国成,陈坚. 微生物学通报. 2018(12)
[2]嗜热链球菌的特性与应用研究进展[J]. 田辉,梁宏彰,霍贵成,Evivie Smith Etareri. 生物技术通报. 2015(09)
[3]Predicting sRNAs and Their Targets in Bacteria[J]. Wuju Li 1, , Xiaomin Ying 1 , Qixuan Lu 1,2 , Linxi Chen 2 1 Beijing Institute of Basic Medical Sciences, Beijing 100850, China 2 Institute of Pharmacy and Pharmacology, University of South China, Hengyang 421001, China. Genomics, Proteomics & Bioinformatics. 2012(05)
[4]多不饱和脂肪酸对细胞膜功能影响的研究进展[J]. 李喜艳,王加启,卜登攀,魏宏阳,胡菡,周凌云. 生物技术通报. 2009(12)
[5]不饱和脂肪酸对枯否氏细胞膜磷脂的影响[J]. 董伟,李新建,孟宪钧. 中国生化药物杂志. 1995(03)
博士论文
[1]植物乳杆菌ST-Ⅲ盐应激反应及其协同保护作用的研究[D]. 赵山山.江南大学 2014
[2]乳糖对瑞士乳杆菌生长代谢影响及高密度培养研究[D]. 赵宏飞.北京林业大学 2014
[3]基于转录组学和蛋白质组学对益生菌Lactobacillus casei Zhang在牛乳和豆乳中生长机理的研究[D]. 王记成.内蒙古农业大学 2012
硕士论文
[1]乳酸乳球菌耐酸sRNA042的筛选验证及功能研究[D]. 周丹丹.天津大学 2017
[2]argG、argH和argR基因对Lactococcus lactis NZ9000胁迫抗性的影响[D]. 张明阳.江南大学 2016
本文编号：3236631
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3236631.html
