乳酸乳球菌中高耐酸sRNA的筛选及提高nisin产量的研究

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乳酸乳球菌在工业发酵过程中产生的乳酸会抑制其自身的生长从而影响nisin产量。细菌非编码sRNA在应对多种环境胁迫方面起着关键的调节作用。因此乳酸乳球菌中耐酸相关的sRNA的研究对提高nisin产量具有重要意义。本研究在前期筛选得到高耐酸的s004、s144和c263过表达菌株的蛋白组学分析的基础上,结合多个靶标预测软件来预测s004,s144和c263的靶基因,然后用eGFP融合蛋白实验对靶标进行验证。结果表明,yjdC为s144的抑制靶标,add为c263的激活靶标,groES为c263的抑制靶标。并通过预测的sRNA与其靶标基因结合位置初步分析了它们之间相互作用方式。将前期通过RNA-seq和qRT-PCR技术筛选鉴定获得的sRNA中5个sRNA构建过表达菌株,表型实验显示s013、s087和s224过表达菌株的在酸胁迫下存活率以及nisin效价较高。将这3个sRNA和前期筛选出的高耐酸sRNA(s004、s015、s144、c263和s042)进行串联共表达,构建的3株共表达菌株的耐酸能力显著提升,s004-s015-s144-c263串联共表达菌株在pH4.0应激3h后其存活率时相对对照菌株提高了83.15倍。然后将耐酸性显著的s004-s015-s144-c263串联基因及s004、s144、c263单个sRNA基因分别导入到另一株产nisin乳酸菌菌株xl1中,相应发酵结果显示过表达sRNA的菌株的nisin效价普遍高于对照菌株,新构建的菌株最高效价达到了6959.70 IU/ml,相对原始菌株提高了10%左右。本研究利用sRNA来提高乳酸菌的耐酸性,填补了乳酸菌中sRNA研究的空白,并对乳酸乳球菌在酸胁迫下sRNA作用的分子机制有了一定的认识。揭示了sRNA调控的复杂性和层次性,也为研究乳酸乳球菌在酸性胁迫下的生存机制提供了重要线索。
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