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食品与发酵工业 2024年第12期50卷 109-117页

作者：刘玲王玥琦刘治国王金晓林良才张翠英天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室天津300457 天津科技大学生物工程学院天津300457

酿酒酵母在工业发酵过程中会受到多种环境压力,包括氧化、高温、酸、乙醇及高渗等,因此选育高耐性酿酒酵母对工业生产具有重要意义。微生物中DNA重组酶、核酸修复酶等与核酸修复相关的蛋白与菌体对不良环境的耐受性有关。该实验基于核... 详细信息

酿酒酵母在工业发酵过程中会受到多种环境压力,包括氧化、高温、酸、乙醇及高渗等,因此选育高耐性酿酒酵母对工业生产具有重要意义。微生物中DNA重组酶、核酸修复酶等与核酸修复相关的蛋白与菌体对不良环境的耐受性有关。该实验基于核酸切除修复途径,通过基因工程手段,探究酿酒酵母内源核酸切除修复基因(RAD 16、RAD7、RAD23和RAD4)和外源基因(UVRA)对酿酒酵母耐受性的影响。结果表明,过表达酿酒酵母自身核酸切除修复基因RAD16、RAD7、RAD23及RAD4提高了酿酒酵母高渗耐受性。过表达UVRA基因可以提高菌株高渗耐受性,这意味着该元件在真核和原核细胞中存在功能上的保守性。这些结果有助于提高酿酒酵母对环境胁迫尤其是高渗透压环境的耐受性,并为研究酵母耐受性机制提供了新的思路。

关键词：酿酒酵母核酸切除修复基因菌株选育高渗耐受性基因编辑

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纽波特沙门氏菌对高渗胁迫的耐受性差异及机制

纽波特沙门氏菌对高渗胁迫的耐受性差异及机制

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作者：张越浙江大学

学位级别：硕士

腌制是一种广泛应用的食品加工技术,然而,腌制加工中的高渗胁迫可诱导食源性致病菌产生抗性,造成潜在的食品安全风险。尽管目前已有研究报道了食源性致病菌能对高渗胁迫产生抗性,但对于这一现象的调控机制仍然缺乏全面而系统的探究。因... 详细信息

腌制是一种广泛应用的食品加工技术,然而,腌制加工中的高渗胁迫可诱导食源性致病菌产生抗性,造成潜在的食品安全风险。尽管目前已有研究报道了食源性致病菌能对高渗胁迫产生抗性,但对于这一现象的调控机制仍然缺乏全面而系统的探究。因此,本论文以腌制食品原料中常见的纽波特沙门氏菌(Salmonella enterica Serovar Newport,***)为研究对象,围绕不同菌株对高渗胁迫耐受差异的现象展开研究,从细胞和分子水平探究耐受性差异的调控机制,以期为腌制食品生产工艺优化、微生物风险控制提供科学指导与理论依据。本研究的具体内容如下:1.纽波特沙门氏菌对高渗胁迫的耐受性及差异使用5%、10%NaCl溶液对15株纽波特沙门氏菌进行处理,采用Weibull模型拟合失活曲线,以失活1 log CFU/mL所需时间Ds和失活5 log CFU/mL所需时间5Ds为筛选指标,确定高渗胁迫敏感与耐受菌株。结果表明,在处理前期(16 d内),菌株失活速率较高,以每8 d约1 log CFU/mL(5%NaCl溶液)和1.5 log CFU/mL(10%NaCl溶液)的速率失活,后期菌株对高渗耐受性增强,失活速率降低。其中,S.N05的Ds和5Ds值分别为3.07±0.62d、23.63±1.66d,显著低于其他菌株(p高渗敏感菌株,S.N11作为高渗耐受菌株,用以后续实验探究。2.纽波特沙门氏菌高渗耐受性差异的细胞表型分析通过分析敏感(S.N05)与耐受(S.N11)菌株在细菌形态、细胞膜完整性、细胞膜电位、胞内ATP水平的变化与差异,从细胞水平初步探究两者高渗耐受性差异的表型特征。结果表明,在高渗胁迫下,耐受菌株S.N 11的细胞膜损伤较小,碘化丙啶(Propidiumiodide,PI)染色光谱荧光强度始终低于敏感菌株S.N05的荧光强度,胞内核酸、蛋白质泄漏量始终少于S.N05的泄漏量;膜电位水平最终为 6457±251 a.u.(5%NaCl 溶液)、4003±257 a.u.(10%NaCl 溶液),显著高于S.N 05的 3779±717 a.u.(5%NaCl溶液)、1450±261 a.u.(10%NaCl溶液)(p高渗耐受性差异的分子机制探究对敏感(S.N05)与耐受(S.N11)菌株胞内K+浓度、海藻糖浓度以及生物膜形成能力进行测定,并采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测相关基因的表达水平,从分子水平进一步探究两者耐受性差异的调控机理。结果表明,耐受菌株S.N11中Kdp、Trk等K+转运系统表达水平显著高于敏感菌株S.N05的表达水平(p高渗环境中,耐受菌株能够维持较为完整的细胞膜和膜通透性,具有较高的膜电位和ATP水平;渗透调节基因上调水平更显著,能维持较高的胞内K+和海藻糖浓度,生物膜形成能力更强,有利于抵御高渗胁迫,从而表现出更强的生存能力。本论文探究了纽波特沙门氏菌在高渗胁迫下的耐受性差异及调节机制,有助于腌制食品中微生物风险控制,促进食品安全发展。

关键词：腌制食品微生物风险纽波特沙门氏菌高渗耐受性表型与基因型分子机制

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