耐乙醇巴氏醋桿菌選育及其耐受機(jī)制研究.pdf

1、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，還會影響醋酸菌自身的生長。本文利用等離子體誘變（ARTP）對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，

2、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±2.73 g/L，比出發(fā)菌株提高了380.98％。對菌株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AP1.01，且其細(xì)胞中海藻糖的合成量要高于AP1.01。細(xì)胞膜通透性大小和海藻糖合成量對菌株的乙醇耐受性

3、有影響。
　　利用基于GC-MS代謝組學(xué)對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，但此時菌株T3-06的乙醇產(chǎn)能途徑在該條件下能夠很好地運作，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，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)胞膜脂肪酸組成測定表明乙醇脅

4、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)胞膜流動性增加。同時，DPH熒光探針測定也驗證了細(xì)胞膜流動性的變化。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乙醇耐受的原因為:高乙醇濃度下T3-06乙醇脫氫