【摘 要】
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为了探究植物乳杆菌生物膜形成条件及形成过程中差异基因的表达情况,本试验以筛选自泡菜中的植物乳杆菌RS66CD为试验菌株,从Na+、Mn2+、Ca2+、Mg2+和Fe3+五种金属离子中筛选出对植物乳杆菌RS66CD生物膜形成促进效果最显著的金属离子,确定生物膜形成的最适条件;通过RNA-seq技术（Illumina测序）进行有参转录组测序,分析了与浮游细胞相比的差异基因,通过转录组学揭示植物乳杆菌生
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为了探究植物乳杆菌生物膜形成条件及形成过程中差异基因的表达情况,本试验以筛选自泡菜中的植物乳杆菌RS66CD为试验菌株,从Na+、Mn2+、Ca2+、Mg2+和Fe3+五种金属离子中筛选出对植物乳杆菌RS66CD生物膜形成促进效果最显著的金属离子,确定生物膜形成的最适条件;通过RNA-seq技术（Illumina测序）进行有参转录组测序,分析了与浮游细胞相比的差异基因,通过转录组学揭示植物乳杆菌生物膜形成的机制;在最适培养条件下,对生物膜形成前后对温度,p H,盐浓度和胆盐的耐受性进行研究;并观察生物膜形成后对喷雾干燥制成菌粉的活性影响。主要取得的研究结果如下:（1）添加Na+、Mn2+、Ca2+、Mg2+和Fe3+五种金属离子后,利用96孔法及扫描电镜测定生物膜形成量,筛选出Na+对植物杆菌RS66CD生物膜的形成促进效果最为显著。利用单因素和正交试验研究了生物膜形成最适条件。结果显示,在Na Cl浓度53 g/L,40℃培养24h时生物膜的形成量最大。扫描电镜对植物乳杆菌生物膜进行观察,相较于对照组的浮游菌株,实验组菌体呈现明显的聚集状态,表面被胞外聚合物包裹,具有典型的生物膜结构。（2）通过转录组学揭示植物乳杆菌生物膜形成的机制。对生物膜形成菌株和浮游菌株转录组测序结果进行比较分析,发现与浮游菌株相比,生物膜形成过程中有447个基因上调,有426个基因下调。KEGG代谢通路分析表明,编码D-丙氨酸代谢,肽聚糖生物合成,两组分系统,碳代谢,细菌分泌系统,赖氨酸生物合成和脂肪酸代谢的基因被显著富集。添加Na Cl后菌体感应外界信号的变化,增强细胞壁的合成,调节蛋白质的分泌,增强菌体粘附性,控制物质进出,还通过脂肪酸的合成调节细胞膜的流动性,促进生物膜的形成来抵抗盐胁迫条件。测序结果说明这些代谢通路的相关基因对于生物膜形成至关重要。q RT-PCR验证实验结果显示,gro EL基因表达为2.4倍,Fts H基因表达是1.07倍,gyr B基因相对表达量为0.96倍,alr基因的表达是2.5倍。Ll Fab Z1和Ll Fab Z2的表达分别是1.4倍和4.3倍。结果与测序结果基本吻合,证明本次转录组测序的可靠性。（3）比较实验组和对照组处理后的存活率,得出成膜后植物乳杆菌的耐受性显著增加。其中在温度耐受性实验中实验组的存活率比对照组平均高出5倍;p H值耐受性中高出2.8倍;盐耐受性中高出5倍;胆盐耐受性中高出7倍。喷雾干燥制成菌粉后,实验组67%的存活率远远大于对照组1.7%的存活率。综上所述,植物乳杆菌作为常见的发酵细菌,在含Na Cl的环境中生长时有利于生物膜的形成。通过比较成膜菌株和浮游菌株的转录组学分析,菌体感应外界信号的变化,增强细胞壁的合成,调节蛋白质的分泌,增强菌体粘附性,控制物质进出,还通过脂肪酸的合成调节细胞膜的流动性,促进生物膜的形成来抵抗环境胁迫。这些结果为探讨植物乳杆菌在不同环境生物膜形成的机制以及实际应用提供了一定理论参考。
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