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乳酸菌的胁迫应答及其对碳水化合物代谢的影响

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中国食品学报 2017年第6期17卷 145-151页

作者：张筠孟祥晨黑龙江东方学院食品学院哈尔滨150066 东北农业大学乳品科学教育部重点实验室食品学院哈尔滨150030

乳酸菌在生产及发挥益生功能时要受到多种不利环境条件的影响,如通过胃肠道时经历的低pH和胆盐等,在工业生产过程中所经历的环境胁迫(包括低温与高温、营养限制、氧化以及其它因素等)。乳酸菌会通过改变某些蛋白的表达,调整代谢通路,提... 详细信息

乳酸菌在生产及发挥益生功能时要受到多种不利环境条件的影响,如通过胃肠道时经历的低pH和胆盐等,在工业生产过程中所经历的环境胁迫(包括低温与高温、营养限制、氧化以及其它因素等)。乳酸菌会通过改变某些蛋白的表达,调整代谢通路,提高能量来适应胁迫。本文综述乳酸菌在酸、热、氧、冷及饥饿等胁迫条件下,参与碳水化合物代谢相关蛋白表达的变化及有关基因的变化,从代谢角度了解乳酸菌在耐受和适应环境胁迫时的机制,分析胁迫应答影响乳酸菌代谢通路改变所带来的应用,为研究乳酸菌胁迫应答机制及其工业化应用提供新思路。

关键词：乳酸菌胁迫应答碳水化合物代谢

外源乙烯的处理时机对甘薯抑芽及碳水化合物代谢的影响

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食品与发酵工业 2021年第1期47卷 206-213页

作者：段志蓉靳苗苗吴姗鸿代慧张敏西南大学食品科学学院重庆400715 西南大学食品贮藏与物流研究中心重庆400715 农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆) 重庆400715

以未用外源乙烯处理的甘薯开始出现发芽迹象的时间为节点,采用1 g/L外源乙烯分别在节点前、节点后及储运全程进行处理,研究外源乙烯处理的不同时机对甘薯常温储运期间发芽的调控及碳水化合物代谢的影响。结果表明,所有时机乙烯处理均会... 详细信息

以未用外源乙烯处理的甘薯开始出现发芽迹象的时间为节点,采用1 g/L外源乙烯分别在节点前、节点后及储运全程进行处理,研究外源乙烯处理的不同时机对甘薯常温储运期间发芽的调控及碳水化合物代谢的影响。结果表明,所有时机乙烯处理均会促进甘薯呼吸,加速块根淀粉、还原糖含量下降,诱导α-淀粉酶、β-淀粉酶活性增大。节点后和全程1 g/L乙烯处理能更好抑制甘薯发芽,且能明显增强甘薯的磷酸蔗糖合成酶、中性转化酶活性,降低酸性转化酶活性,维持较高的可溶性总糖含量、蔗糖含量,甘薯甜度更高。

关键词：甘薯外源乙烯处理时机抑芽碳水化合物代谢

山羊瘤胃牛链球菌全基因组测序及CcpA对其碳水化合物代谢的调控作用

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山羊瘤胃牛链球菌全基因组测序及CcpA对其碳水化合物代谢的调控作...

作者：张营扬州大学

学位级别：硕士

分解代谢物控制蛋白A（Catabolite controlproteinA,CcpA）作为一种革兰氏阳性菌中的多效调节蛋白,能够介导碳水化合物代谢的全局转录调控。而牛链球菌是瘤胃内重要的乳酸产生菌,其在反刍动物瘤胃酸中毒的发生发展中发挥重要作用。目前... 详细信息

分解代谢物控制蛋白A（Catabolite controlproteinA,CcpA）作为一种革兰氏阳性菌中的多效调节蛋白,能够介导碳水化合物代谢的全局转录调控。而牛链球菌是瘤胃内重要的乳酸产生菌,其在反刍动物瘤胃酸中毒的发生发展中发挥重要作用。目前已有牛链球菌的CcpA蛋白调控作用的研究报道,但多是以葡萄糖为碳源研究CcpA蛋白的调控作用。从反刍动物营养角度来看,瘤胃微生物所摄取的碳水化合物并非单一碳源,具有多样性和复杂性。因此,本研究利用基因敲除技术、全基因组测序和转录组学等研究手段比较牛链球菌CcpA蛋白在不同碳源条件下的代谢调控作用,为深入解析其在瘤胃微生物对饲料碳水化合物的代谢调控中的作用机制和防治瘤胃酸中毒提供理论基础和参考。试验一牛链球菌S.bovis S1全基因组测序及生物信息学分析本试验利用鸟枪法测序,结合第二代测序技术Illumina Solexa和第三代单分子测序技术SMRT对前期从山羊瘤胃中分离的一株牛链球菌S.bovis S1进行全基因组精准测序。另外,从Genebank数据库获得12株不同来源的牛链球菌参考菌株进行比较基因组分析。试验结果显示:S1菌株基因组是一个全长为1.88 Mb的环状染色体,基因数为1802,GC含量为37.89%。KEGG pathway基因组注释分析发现,在S1基因组中与代谢相关的基因最多,占总基因数58.46%,特别是碳水化合物代谢基因占15.54%,同时GO功能注释显示菌株参与生物学过程的基因最多,约占总体45.45%,其中碳水化合物代谢过程占2.42%,这说明S1菌株具有较强的代谢能力,特别是碳水化合物代谢;比较基因组学发现牛链球菌13株牛链球菌具有一个开放型的泛基因组,同时S1菌株在泛核基因组、碳水化合物活性酶方面均与JB1菌株有较近的进化关系,具有较多的CE1、GT2、GH51、GH127等碳水化合物活性酶。除此之外,利用同源建模构建了 CcpA蛋白三级结构并预测pflD、pck、ldh、akA、α-amy、hpr等重要的碳水化合物代谢基因具有与CcpA蛋白结合的cre位点。试验二不同碳源条件下CcpA对牛链球菌生长和有机酸代谢的调控本试验采用同源重组法构建ccpA基因敲除菌株。试验将牛链球菌野生型菌株和ccpA敲除菌株分别进行复苏和富集培养,并向各个含有不同碳源（麦芽糖、纤维二糖或蔗糖）的250mL血清瓶中接种菌株种子培养液（OD为0.55）,每个瓶中含有100mL发酵液。将瓶口密封,置于恒温摇床中,设置温度为37℃,转速为160转/分钟。用注射泵自动泵入浓度为1 0%的氢氧化钠溶液（w/v）以稳定培养基pH在6.5左右。试验设置六个处理组,每个处理组设置3个重复。每小时采样一次,并测定在600 nm波长下的OD值,后期测定菌株产酸、关键酶活性等相关指标以及绘制生长曲线。结果显示,以蔗糖为发酵碳源的野生型菌株最大生长速率显著高于其它碳源的菌株（P＜0.05）。在纤维二糖中生长的敲除菌株最大生长速率最高（P＜0.05）,其次是蔗糖（P＜0.05）,最低是麦芽糖（P＜0.05）。在麦芽糖、纤维二糖及蔗糖为三种碳源培养下,ccpA敲除菌株最大生长速率均显著低于野生型菌株株（P＜0.05）。在产酸方面,在对数期和平台期,除了蔗糖外,与野生型菌株相比,生长在麦芽糖和纤维二糖碳源的敲除菌乳酸产量和比例均下降（P＜0.05）,同时甲酸和乙酸的产量及其比例增加（P＜0.05）。同时,ccpA敲除菌株有更低的乳/甲酸比和乳/乙酸比（P＜0.05）。在参与糖酵解途径的酶中,以纤维二糖和蔗糖为碳源的ccpA敲除菌株比野生型菌株产生更少的丙酮酸激酶、果糖-6-磷酸激酶（P＜0.05）;同时,以麦芽糖和纤维二糖为碳源的ccpA敲除菌株比野生型菌株产生更少的果糖1,6-二磷酸醛缩酶（P＜0.05）。另外,在参与丙酮酸代谢途径的几个关键酶中,除了蔗糖,在其它两种碳源中的ccpA敲除菌产生的乳酸脱氢酶菌活性均比野生型菌株显著降低（P＜0.05）;在纤维二糖和蔗糖碳源中的乙酸激酶在ccpA敲除菌株中含量均显著增加（P＜0.05）;同样,与野生型菌株相比,在麦芽糖和纤维二糖为碳源的敲除菌产生更少的丙酮酸脱氢酶（P＜0.05）。在所有碳源中的ccpA敲除菌产生的NADH氧化酶均显著升高（P＜0.05）。与生长在其他碳源的野生菌株相比,野生型菌株在麦芽糖为碳源下产生的丙酮酸激酶、果糖1,6-二磷酸醛缩酶、乳酸脱氢酶、乙酸激酶、丙酮酸脱氢酶及NADH氧化酶均最高（P＜0.05）。与生长在其他两种碳源的敲除菌株相比,在麦芽糖生长的ccpA敲除菌产生所有酶均最高（P＜0.05）,其中以纤维二糖为碳源产生乳酸脱氢酶最少,在蔗糖为碳源下NADH氧化酶最少（P＜0.05）。本试验结果表明,与野生型菌株相比,在三种碳源中ccpA敲除菌株均更倾向降低乳酸产量,同时提高甲酸和乙酸产量,产酸模式从乳酸发酵向混合酸发

关键词：分解代谢物控制蛋白A 牛链球菌全基因组瘤胃酸中毒碳水化合物代谢

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鱼类消化道菌群与碳水化合物代谢

水产学报 2019年第10期43卷 2074-2083页

作者：鲁程瑶丁倩雯冉超杨雅麟王安然张洪玲张进雄李解 ERIK Olsen Rolf EINAR Ring? 张震周志刚中国-挪威鱼类消化道微生物联合实验室 2. 万载县农业农村局中国农业科学院饲料研究所农业农村部饲料生物技术重点实验室挪威-中国鱼类消化道微生物联合实验室

碳水化合物氧化分解是鱼类能量的重要来源。由于碳水化合物来源广泛、价格相对低廉,饲料中添加适量碳水化合物,不仅可以降低饲料成本,而且可以节约蛋白原料,减少氨氮排放。然而以往研究表明,鱼类摄入超量碳水化合物时会出现抗病力受损... 详细信息

碳水化合物氧化分解是鱼类能量的重要来源。由于碳水化合物来源广泛、价格相对低廉,饲料中添加适量碳水化合物,不仅可以降低饲料成本,而且可以节约蛋白原料,减少氨氮排放。然而以往研究表明,鱼类摄入超量碳水化合物时会出现抗病力受损、生长迟缓、脂肪肝、死亡率升高等问题。鱼类消化道微生物参与宿主的糖、脂类和蛋白质等代谢过程,对动物营养代谢有重要的调控作用。提高鱼类对饲料的利用率,对鱼类增产、渔民增收具有重要的现实意义。本研究综述了鱼类对碳水化合物的代谢,以鱼类消化道微生物为出发点,阐述了鱼类消化道微生物调控碳水化合物代谢的方式与可能机制,旨在为鱼类高效利用碳水化合物以及节约饲料中蛋白质提供新视角。

关键词：鱼类碳水化合物代谢消化道菌群

石蒜鳞茎膨大过程中碳水化合物代谢相关基因的差异表达研究

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核农学报 2021年第10期35卷 2250-2257页

作者：许俊旭李青竹李叶杨柳燕张永春蔡友铭上海市农业科学院林木果树研究所上海201403 上海市金山区廊下镇农业技术推广服务站上海201516

为探讨石蒜[Lycoris radiata(L’Her.) Herb.]鳞茎膨大过程中碳水化合物积累的变化规律,本研究依据前期已构建的材料,分析了石蒜鳞茎膨大过程中碳水化合物含量、相关酶活性以及碳水化合物代谢相关基因的表达变化。结果表明,随着石蒜鳞... 详细信息

为探讨石蒜[Lycoris radiata(L’Her.) Herb.]鳞茎膨大过程中碳水化合物积累的变化规律,本研究依据前期已构建的材料,分析了石蒜鳞茎膨大过程中碳水化合物含量、相关酶活性以及碳水化合物代谢相关基因的表达变化。结果表明,随着石蒜鳞茎的膨大,蔗糖含量不断升高,蔗糖代谢酶SUS以及淀粉合成酶AGPase、SSS和GBSS的活性不断增强,从而加快淀粉的合成,这一过程可能受到编码蔗糖代谢及淀粉合成相关酶基因的正向调控,如SUS1、SUS2、SUS4、UGPA、AGPS2、AGPL2、SS2、SS3、GBSS1、SBE1、SBE2、SBE3等。另外,本研究还发现分别在AMY3和BAMY7、BAMY8、BAMY9基因的调控作用下,石蒜鳞茎膨大过程中α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性也增强,从而加速淀粉的分解,提高鳞茎中可溶性糖含量,并可能在糖转运相关基因的作用下加快向鳞茎发育部位的转运,为鳞茎的后续膨大过程提供能量。本研究初步揭示了石蒜鳞茎膨大过程中碳水化合物代谢活动的变化规律,并挖掘到一些可能在此过程中发挥重要作用的调控基因,为后续利用分子生物学等手段加速石蒜鳞茎的膨大提供了理论依据。

关键词：石蒜鳞茎膨大碳水化合物代谢基因表达

茶足柄瘤蚜茧蜂碳水化合物代谢相关的滞育关联基因差异表达分析

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环境昆虫学报 2021年第1期43卷 147-157页

作者：刘敏刘爱萍韩海斌甘霖陈国泽黄海广中国农业科学院草原研究所呼和浩特010010 阿拉善科技信息研究所内蒙古阿拉善左旗750399 阿拉善右旗曼德拉苏木农牧业综合站内蒙古阿拉善右旗750300 内蒙古自治区林业科学研究院呼和浩特010010

为明确糖代谢相关途径在茶足柄瘤蚜茧蜂Lysiphlebus testaceipes蛹滞育过程中的作用,揭示滞育调控的分子机制,本试验利用转录组测序技术,对滞育组与非滞育组的茶足柄瘤蚜茧蜂蛹进行转录组测序,并结合生物信息学方法对糖代谢相关途径中... 详细信息

为明确糖代谢相关途径在茶足柄瘤蚜茧蜂Lysiphlebus testaceipes蛹滞育过程中的作用,揭示滞育调控的分子机制,本试验利用转录组测序技术,对滞育组与非滞育组的茶足柄瘤蚜茧蜂蛹进行转录组测序,并结合生物信息学方法对糖代谢相关途径中的差异表达基因进行了筛选与分析。GO注释到的与碳水化合物代谢条目相关的差异基因共1050个,KEGG注释到的与碳水化合物代谢相关的差异表达基因共149个,糖酵解/糖异生、淀粉与蔗糖代谢及柠檬酸循环三条途径的差异表达基因分别为18个、10个和18个。这些在滞育过程中与碳水化合物代谢相关的差异基因呈现不同程度的上调或下调表达,发现PFK,PGK,ALDO,GAPDH,PGAM,PEPCK,GYS,TreS,TreH,MDH,IDH等基因与茶足柄瘤蚜茧蜂滞育密切相关,共同影响茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育。碳水化合物代谢相关途径可能对茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育起着非常重要的作用,糖类物质的合成与分解为昆虫在滞育过程中提供能量。

关键词：茶足柄瘤蚜茧蜂滞育差异表达基因碳水化合物代谢

外源2,4-表油菜素内酯(EBR)对弱光胁迫下黄心菜生长和碳水化合物代谢的影响

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南方农业学报 2019年第5期50卷 1028-1034页

作者：李蒙范高领张燕刘松虎张琰信阳农林学院园艺学院河南信阳464000 信阳市大别山区园艺植物遗传改良重点实验室河南信阳464000 贵州省农业科学院辣椒研究所贵阳550006

[目的]探讨叶面喷施2,4-表油菜素内酯(EBR)对弱光胁迫下黄心菜生长及碳水化合物代谢的影响,为设施黄心菜抗逆优质高效栽培提供参考依据。[方法]以塑料大棚内砻糠灰基质栽培的弱光敏感型黄心菜品种淮南F1为2试验材料,测定分析弱光[190.0~... 详细信息

[目的]探讨叶面喷施2,4-表油菜素内酯(EBR)对弱光胁迫下黄心菜生长及碳水化合物代谢的影响,为设施黄心菜抗逆优质高效栽培提供参考依据。[方法]以塑料大棚内砻糠灰基质栽培的弱光敏感型黄心菜品种淮南F1为2试验材料,测定分析弱光[190.0~260.0 μmol/(m^2·s)]胁迫下喷施EBR后黄心菜的生长指标、光合参数、内源激素含量和碳水化合物代谢指标等。[结果]弱光胁迫可显著降低黄心菜植株的株高、根长、叶面积、根体积及鲜重和干重(P碳水化合物代谢,有效缓解弱光胁迫对黄心菜生长的抑制作用,促进植株生长及增强植株抗性。

关键词：黄心菜 2,4-表油菜素内酯(EBR) 弱光胁迫生长指标碳水化合物代谢

乙烯对采后菠萝蜜果实碳水化合物代谢及其酶活性的影响

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江西农业大学学报 2017年第1期39卷 43-49页

作者：王俊宁马静丰锋杨转英叶春海广东海洋大学农学院广东湛江524088

以‘海大2号’菠萝蜜为试材,研究了果实采后乙烯利和1-MCP处理对果实碳水化合物代谢及相关酶活性的影响。结果表明,在果实成熟过程中,随着淀粉含量的下降,可溶性糖(主要为蔗糖)含量增加,淀粉酶和SPS酶活性呈先增后减的单峰型变化。相关... 详细信息

以‘海大2号’菠萝蜜为试材,研究了果实采后乙烯利和1-MCP处理对果实碳水化合物代谢及相关酶活性的影响。结果表明,在果实成熟过程中,随着淀粉含量的下降,可溶性糖(主要为蔗糖)含量增加,淀粉酶和SPS酶活性呈先增后减的单峰型变化。相关性分析发现,可溶性糖含量的增加与淀粉含量的下降呈极显著负相关,与SPS酶活性呈极显著正相关,淀粉含量的变化与淀粉酶活性没有显著的相关关系。乙烯利处理在极显著加速淀粉降解的同时也极显著加快蔗糖、葡萄糖和果糖积累。乙烯利处理后,淀粉酶和SPS酶活性峰的出现分别提前了2 d和4 d,并极显著地增加了淀粉酶和SPS酶活性(P碳水化合物代谢的枢纽,乙烯对菠萝蜜果实采后成熟过程中碳水化合物的代谢及总淀粉酶和蔗糖磷酸合酶的活性有重要影响。

关键词：菠萝蜜乙烯利 1-MCP 碳水化合物代谢酶活性

茶多酚对草鱼生长、碳水化合物代谢及肝脏转录组影响

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茶多酚对草鱼生长、碳水化合物代谢及肝脏转录组影响

作者：岳鼎鼎安徽农业大学

学位级别：硕士

为探究茶多酚（tea polyphenols,TPs）对草鱼（Ctenopharyngodon idellus）生长、碳水化合物（CHO）代谢及肝脏转录组的影响,在基础饲料中分别添加0（对照组）、250、500、1000、2000、4000 mg/kg 的 TPs,进行 8 周养殖试验。结果显示,... 详细信息

为探究茶多酚（tea polyphenols,TPs）对草鱼（Ctenopharyngodon idellus）生长、碳水化合物（CHO）代谢及肝脏转录组的影响,在基础饲料中分别添加0（对照组）、250、500、1000、2000、4000 mg/kg 的 TPs,进行 8 周养殖试验。结果显示,TPs对草鱼摄食率（FR）无显著影响（P＞0.05）,但能不同程度地提高饲料转化效率（FCE）,其中500mg/kg TPs显著提高了饲料转化效率,从而提高了特定生长率（SGR）（P＜0.05）。TPs对全鱼的水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪含量均无显著影响（P＞0.05）。随着TPs增加,丙酮酸激酶（PK）活性变化无明显趋势,在250mg/kg和500mg/kg时显著高于对照组（P＜0.05）;乳酸脱氢酶（LDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）和琥珀酸脱氢酶（SDH）活性呈先上升后下降趋势,在250mg/kg～1000mg/kg范围内均显著升高（P＜0.05）。TPs对胰岛素（INS）含量无显著影响（P＞0.05）,但显著降低了肌糖原和肝糖原含量（P＜0.05）,且各TPs组之间无显著差异。取对照组与500 mg/kg TPs组草鱼肝脏进行RNA-seq分析,共鉴定出1209个上调基因和 714 个下调基因（qvalue＜0.05,|log2Foldchange|＞1）。筛选 qvalue＜0.001,且|log2Foldchange|＞1的差异基因并进行GO富集和KEGG富集分析。前30个显著富集（qvalue＜0.05）的 GO terms 中,细胞过程（Cellular process）、代谢过程（Metabolic Process）、单一有机体过程（Single-organism process）、细胞器（Organelle）、细胞（Cell）、催化活性（Catalytic activity）和结合（Binding）等GO terms均富集到大量差异基因。前20条显著富集（qvalue＜0.05）的KEGG通路中,12条通路一级分类属于代谢,包括CHO代谢、脂类代谢和氨基酸代谢;代谢通路（Metabolicpathways）富集到的差异基因数量最多,淀粉与蔗糖代谢通路（Starch and sucrose metabolism）和半乳糖代谢（Galactose metabolism）2条通路的富集程度最高。在显著富集（qvalue＜0.05）的KEGG通路中,共有胰岛素信号通路（Insulin signaling pathway）、淀粉与蔗糖代谢通路（Starch and sucrose metabolism）、糖酵解通路（Glycolysis pathway）、磷酸戊糖通路（Pentose phosphate pathway）等 8 个 CHO 代谢相关通路。上述通路中,糖原磷酸化酶（PYG）和蔗糖-异麦芽糖酶（SI）等基因表达上调,葡萄糖-6-磷酸酶（G6PC）基因表达下调,促进了糖原分解代谢;葡萄糖激酶（GK）、丙酮酸激酶（PK）、6-磷酸果糖激酶（PFK）、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）和果糖二磷酸醛缩酶A（ALDOA）等基因表达上调,促进了葡萄糖分解代谢。经qRT-PCR分析,上述CHO代谢相关基因的表达差异性与RNA-seq结果一致。结果表明,适量TPs可使草鱼肝脏中CHO代谢相关基因差异表达,提高CHO相关代谢酶活性,加强鱼体糖原的分解利用,提高CHO利用率,从而改善了饲料转化效率,促进了草鱼生长;TPs适宜添加范围在250 mg/kg～1000 mg/kg,本研究中最适添加量为500 mg/kg。

关键词：茶多酚（TPs）草鱼（Ctenopharyngodon idellus）生长碳水化合物代谢肝脏转录组