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胆盐对植物乳杆菌NCU116应激基因和关键生理指标的影响

2020-12-08阅读(586)

胆盐对植物乳杆菌NCU116应激基因和关键生理指标的影响

论文摘要

从“益生菌”这一概念被提出至今,人们对它诸如“降血糖、降血压、防治腹泻和肥胖”等各种益生功能有了越来越高的关注度。益生菌在进入人体胃肠道时,会遭遇一系列的环境胁迫:如胃中的胃酸环境、胃肠道和十二指肠中的胆盐环境等。这些不利条件会降低益生菌的生理活性甚至直接导致一部分益生菌死亡,使其不能够在人体中较好的发挥其作用。植物乳杆菌NCU116是一株分离于四川传统泡菜的优良益生菌菌株,具有降血糖、调节肠道菌群、缓解便秘等功能。为探究胆盐胁迫对NCU116的影响,本课题研究了NCU116在胆盐胁迫条件下基因转录水平及部分关键生理指标的变化,并在一定程度上为其益生特性提供了理论依据。主要研究内容与结果如下:（1）胆盐胁迫后不同乳酸菌菌株的生长状况。4株均来源于西南片区泡菜中的乳酸菌（植物乳杆菌NCU116、植物乳杆菌NCU001013、短乳杆菌NCU002005与柠檬明串珠菌NCU027042）在胆盐质量浓度分别为0、0.3、0.5、0.7、1 g/100 mL的MRS培养基中培养2 h后,植物乳杆菌NCU116在不同浓度胆盐胁迫后活菌数均显著高于其余三株菌株,且在胆盐质量浓度高达1 g/100 mL时其活菌数仍能维持在约107 CFU/mL。表明植物乳杆菌NCU116的耐胆盐性能显著优于其他三株菌株,因此选择植物乳杆菌NCU116进行后续研究。（2）胆盐胁迫后植物乳杆菌NCU116基因相对转录水平的变化。该变化使用荧光定量PCR技术检测,结果表明:NCU116受到0.3 g/100 mL质量浓度的胆盐胁迫后,分子伴侣蛋白dnaK、groES、热休克蛋白hsp、usp、6-磷酸果糖激酶pfk、果糖二磷酸醛缩酶fba、ATP依赖型DNA解旋酶uvrD1共7种基因转录水平显著上调,且随着胆盐质量浓度的增加,7种基因的相对转录水平继续上调（上调程度不同）;而丙酮酸激酶pyk、乳酸脱氢酶ldh、转录延伸因子greA、细胞分裂蛋白ftsZ等基因受到胆盐胁迫后,各自的相对转录水平均有不同程度的下调;（3）胆盐胁迫后植物乳杆菌NCU116部分关键生理指标的变化。受到胆盐胁迫后,NCU116菌体表面疏水性和自凝聚特性均降低,细胞表面疏水性由空白对照的37%降低到了1 g/100 mL质量浓度胆盐胁迫后的14%,同时细胞自凝聚特性由空白对照的75.5%降低到了1 g/100 mL质量浓度的胆盐胁迫后的51.7%;葡萄糖代谢受到胆盐胁迫的抑制,葡萄糖利用率降低,胞内葡萄糖残余量由空白对照的24.9ug/mL增加至1 g/100 mL胆盐胁迫时的317 ug/mL,经此代谢过程产生的乳酸含量也随之减少至31 ug/mL。但在高浓度胆盐胁迫条件下,NCU116受到的影响程度减弱;胞内氨基酸中丝氨酸、酪氨酸、异亮氨酸和赖氨酸等9种氨基酸含量受胆盐胁迫后增加,氨基酸总量也增加,但不同质量浓度胆盐胁迫条件下氨基酸变化不明显;β-半乳糖苷酶活的测定及荧光显微镜观察均显示胆盐胁迫后NCU116细胞膜出现破损,衰竭或死亡的细菌数随着胆盐质量浓度上升而增加,但离完全致死浓度仍有一定的距离。以上研究表明:在胆盐胁迫条件下,植物乳杆菌NCU116活菌数降低,细胞膜受到破坏,胞内代谢过程及益生特性等均受到了一定程度的破坏,但同时NCU116具有几种能够适应和对抗胆盐的系统和机制,使其能够拥有良好的胆盐耐受能力,并具有在胃肠道中发挥益生功能的潜力。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 益生菌与植物乳杆菌
  •     1.1.1 益生菌
  •     1.1.2 益生菌研究现状
  •     1.1.3 植物乳杆菌及其研究现状
  •     1.1.4 植物乳杆菌 NCU116
  •   1.2 胆盐与研究现状
  •     1.2.1 胆盐
  •     1.2.2 胆盐胁迫
  •     1.2.3 乳酸菌的胆盐研究现状
  •   1.3 实时荧光定量PCR技术
  •     1.3.1 荧光定量PCR技术的概念
  •     1.3.2 荧光定量PCR技术的应用
  •     1.3.3 绝对定量和相对定量方法
  •     1.3.4 注意事项
  •   1.4 本论文研究的背景和研究内容
  •     1.4.1 本论文研究的目的与意义
  •     1.4.2 本论文研究的主要内容
  • 第2章 胆盐胁迫后不同乳酸菌菌株的生长状况
  •   2.1 实验材料与设备
  •     2.1.1 实验菌株
  •     2.1.2 实验试剂
  •     2.1.3 培养基及缓冲液
  •     2.1.4 实验仪器与设备
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 菌种活化
  •     2.2.2 胆盐胁迫后的活菌数变化
  •     2.2.3 数据分析
  •   2.3 实验结果与分析
  •     2.3.1 植物乳杆菌NCU116 的耐胆盐测试
  •     2.3.2 植物乳杆菌NCU001013 的耐胆盐测试
  •     2.3.3 短乳杆菌NCU002005 的耐胆盐测试
  •     2.3.4 柠檬明串珠菌NCU027042 的耐胆盐测试
  •   2.4 总结与讨论
  • 第3章 基于RT-PCR研究胆盐胁迫后NCU116 基因转录水平的变化
  •   3.1 实验材料和设备
  •     3.1.1 实验菌株
  •   3.2 实验方法
  •     3.2.1 总RNA的提取方法
  •     3.2.2 总RNA纯度和浓度的测定方法
  •     3.2.3 反转录为cDNA第一链
  •     3.2.4 基因选取和引物设计
  •     3.2.5 PCR验证引物特异性
  •     3.2.6 实时荧光定量PCR实验
  •     3.2.7 数据分析
  •   3.3 实验结果与分析
  •     3.3.1 RNA浓度和纯度的测定方法
  •     3.3.2 荧光定量PCR实验
  •   3.4 总结与讨论
  • 第4章 植物乳杆菌NCU116 关键生理指标与胆盐耐受能力相关性分析
  •   4.1 实验材料和设备
  •   4.2 实验方法
  •     4.2.1 胆盐胁迫后植物乳杆菌NCU116 菌体表面疏水性与自凝聚能力的变化测定
  •     4.2.2 胆盐胁迫后NCU116 胞内葡萄糖和乳酸含量变化的测定
  •     4.2.3 胆盐胁迫后NCU116 胞内氨基酸含量变化的测定
  •     4.2.4 胆盐胁迫后NCU116β-半乳糖苷酶活力的测定
  •     4.2.5 胆盐胁迫后NCU116 的荧光显微镜观察
  •     4.2.6 数据分析
  •   4.3 实验结果与分析
  •     4.3.1 胆盐胁迫后植物乳杆菌NCU116 菌体表面疏水性与自凝聚能力的变化测定
  •     4.3.2 胆盐胁迫后NCU116 胞内葡萄糖和乳酸含量变化的测定
  •     4.3.3 胆盐胁迫后NCU116 胞内氨基酸含量变化的测定
  •     4.3.4 胆盐胁迫后NCU116β-半乳糖苷酶活力的测定
  •     4.3.5 胆盐胁迫后NCU116 的荧光显微镜观察
  •   4.4 总结与讨论
  • 第5章 结论与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 进一步工作的方向
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 胡敏

    导师: 熊涛

    关键词: 植物乳杆菌,耐胆盐,基因转录水平,关键生理指标,分子伴侣蛋白

    来源: 南昌大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,轻工业手工业

    单位: 南昌大学

    分类号: TS201.3

    DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.000453

    总页数: 65

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