工業(yè)發(fā)酵過程中,生產(chǎn)菌株會遭遇到眾多脅迫,導致微生物生理功能受損,從而降低菌株的生產(chǎn)性能。本論文為了加強微生物對鹽脅迫的抵御能力,以釀酒酵母BY4741為出發(fā)菌株,采用適應性進化的策略來提高酵母抵御鹽脅迫能力,利用轉錄組數(shù)據(jù)解析適應性進化菌株抵御鹽脅迫的機制,并利用液質聯(lián)用和流式細胞儀等分析方法,對Elo2抵御鹽脅迫的生理機制展開研究,主要結果如下:1.利用適應性進化技術篩選抵御鹽脅迫菌株,并利用轉錄組數(shù)據(jù)解析關鍵鹽脅迫抵御路徑。采用適應性進化篩選抵御鹽脅迫菌株XCG001,半抑制濃度和生長曲線實驗發(fā)現(xiàn):在1.5 M NaCl條件下,與出發(fā)菌株wt相比,菌株XCG001的細胞濃度提高了37.3%;對NaCl的半抑制濃度提高了55.5%。進一步利用轉錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):在菌株XCG001中,糖酵解/糖異生、丙酮酸代謝、脂質代謝、信號轉導、果糖和甘露糖代謝路徑上調,核糖體與氨基酸代謝路徑下調;在1.5 M NaCl條件下,嘧啶代謝和脂質代謝路徑上調,丙酮酸代謝和轉運路徑下調。2.發(fā)現(xiàn)過表達Elo2能抵御鹽脅迫,并測定其抵御鹽脅迫能力。對上調最顯著的基因進行過表達,發(fā)現(xiàn)Elo2高表達菌株（XC... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三種脂質結構

第一章緒論5量[38]。例如，在拜爾結合酵母中，計算機模擬增加帶有超長鏈脂肪�；湹那手�，這使細胞膜變厚和致密，這增加了乙酸透過細胞膜的自由能，從而提高對乙酸的抵御能力[39]。這些發(fā)現(xiàn)突出了改造鞘脂等新的策略來改善抵御環(huán)境脅迫性的重要性。圖1-2鞘脂的代謝路徑Fig.1-2Metabolicpathwaysofsphingolipids1.3超長鏈脂肪酸的研究進展1.3.1超長鏈脂肪酸的結構與生理功能脂肪酸是大多數(shù)細胞脂質的成分，例如甘油磷脂，鞘脂和甾醇。脂肪酸的主要種類包括12-20碳鏈長的長鏈脂肪酸，也存在帶有C22和C24的超長鏈脂肪酸[40]。根據(jù)雙鍵的數(shù)目，將脂肪酸分為飽和脂肪酸，單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。棕櫚酸（C16:0）可以通過延伸、去飽和或氧化作用在細胞內轉化為其他類型脂肪酸[41]。釀酒酵母中的脂肪酸大多長鏈脂肪酸（C16和C18）和少量的超長鏈脂肪酸（C22-C26）。C22-C26脂肪酸主要存在于鞘脂中，但也少量存在于糖基磷脂酰肌醇中。哺乳動物鞘脂中的脂肪酸主要是長鏈脂肪酸（C16或C18）或超長鏈脂肪酸（主要是C24）[42]。超長鏈脂肪酸對酵母的生長和蛋白質轉運有重要作用。（1）超長鏈脂肪酸合成對于酵母生長至關重要。在1-�；视�-3-磷酸�；D移酶編碼基因SLC1的突變后，酵母細胞不能正常合成鞘脂，生長受到影響。在該酵母中，在sn-2位置具有異常C26:0脂肪酸的磷脂酰肌醇，部分取代了鞘脂的功能，該結果表明鞘脂的超長鏈脂肪酸部分本身具有重要的功能[43]。在酵母脂肪酸延伸酶中，F(xiàn)en1/Elo2和Sur4/Elo3參與超長鏈脂肪酸合成，與細胞生長相關[44]。例如，在sur4Δ突變體中，不存在C26超長鏈脂肪酸，而是累積了C24超長脂肪酸，尤其是C22的超長鏈脂肪酸。在fen1Δ細胞中，C26超長鏈脂肪酸仍然存在，但其含量大大降低?

第三章結果與討論19第三章結果與討論3.1選育耐鹽菌株及轉錄組數(shù)據(jù)分析3.1.1適應性進化提高鹽脅迫抵御能力為了增強釀酒酵母對鹽脅迫的抵御能力，進而提高發(fā)酵過程中產(chǎn)品產(chǎn)量。以釀酒酵母SaccharomycescerevisiaeBY4741為出發(fā)菌株，氯化鈉為鹽脅迫物質進行適應性進化，以獲得抵御鹽脅迫的釀酒酵母。適應性進化的方法如2.2.2所示。本次釀酒酵母適應性進化過程根據(jù)NaCl的濃度分為5個階段，適應性進化的總時間為85天（圖3-1）。圖3-1適應性進化菌株的進化時間和細胞濃度Fig.3-1EvolutiontimeandOD600oftheadaptivelaboratoryevolutionstrain從適應性進化菌株中選擇一株命名為XCG001，比較出發(fā)菌株wt和適應性進化菌株XCG001的NaCl半抑制濃度（IC50），結果如圖3-2A所示：與出發(fā)菌株wt相比，適應性進化菌株XCG001的NaCl半抑制濃度提高了55.5%。比較出發(fā)菌株wt和進化菌株XCG001在0M和1.5MNaCl條件下的生長，結果如圖3-2B/C所示：（1）在0MNaCl條件下，出發(fā)菌株wt和適應性進化菌株XCG001生長情況相似；在1.5MNaCl條件下，與出發(fā)菌株wt相比，適應性進化菌株XCG001的細胞濃度提高了37.3%（圖3-2C）。這些結果表明，適應性進化菌株XCG001提高了對NaCl的抵御能力。圖3-2適應性進化菌株XCG001鹽脅迫下的半抑制濃度和生長曲線Fig.3-2IC50andgrowthcuvreofadaptivelaboratoryevolutionstrainXCG001undersaltstress


本文編號：3123965