植物乳杆菌L3抑菌特性分析及抑菌机理的初步探究

作     者：王钰涵 

作者单位：黑龙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙庆申

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

主      题：植物乳杆菌 细菌素 分离 抑菌活性 全基因组 

摘      要：乳酸菌是发酵食品中的重要微生物菌群,这些微生物通过发酵作用、蛋白质的分解作用等途径赋予发酵食品特殊的色、香、味。此外,一些乳酸菌还通过产酸、分泌细菌素等途径抑制其他微生物特别是一些腐败微生物的生长,因此,对具有GRAS(Generally Recognized as Safe)地位的乳酸菌菌种的筛选及其功能的深度挖掘具有重要的理论价值和应用前景。本实验以课题组前期通过抑菌实验筛选出的菌株L作为出发菌株,首先经过生理生化鉴定、16S r DNA测序分析确定其种属;再通过测定该菌株在发酵不同时间的抑菌活性来确定其细菌素分泌曲线;通过紫外光区的全波长扫描和蛋白酶类敏感实验来对上清液中的抑菌物质进行验证,在确定其蛋白质类性质后,将发酵上清液采用乙酸乙酯萃取,葡聚糖凝胶柱Sephadex G-50过滤分离纯化,得到细菌素粗品,再经Trinice-SDS-PAGE电泳进行分子量测定;分别通过琼脂扩散法和菌饼法测定该细菌素对不同种的G细菌、G细菌以及真菌的抑菌效果;测定该细菌素的温度及酸碱的稳定性;通过电导率法、PI染色法来对抑菌机制进行初步探究;最后进行全基因组测序,并对细菌素相关基因进行鉴定及功能预测。实验结果表明:该菌株L为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),命名为植物乳杆菌L,NCBI序列号为MT78360。植物乳杆菌L在MRS培养基中于37℃培养至18～24 h时发酵液的抑菌活性最强。抑菌物质在280 nm下有最大吸收峰,同时蛋白酶敏感实验得出其具有蛋白质类性质。细菌素L3粗品经Trinice-SDS-PAGE电泳结果显示,其分子量约为4～5 k Da。稳定性实验显示细菌素L3在高温和p H值2～10范围内仍具有较好的稳定性;对大部分G细菌和G细菌以及部分真菌具有抑菌活性。通过对抑菌机制的初步探究可以发现,细菌素L3主要破坏菌体细胞膜的完整性,导致内容物外渗从而导致菌体死亡。植物乳杆菌L含有四种以上细菌素合成基因簇,虽然无前导肽的存在,但具有转运蛋白和免疫蛋白。