【摘 要】
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利用一些非酿酒酵母,如葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)、季也蒙有孢汉逊酵母(Hanseniaspora guilliermondii),与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的混合发酵可有效改善因纯种酿酒酵母发酵果酒而导致的风味差的问题。但是,酿酒酵母与一些非酿酒酵母混合发酵时,非酿酒酵母的生长受到酿酒酵母的强烈抑制。这阻碍了非酿酒酵母在果酒风
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金资助项目,项目名称:酿酒酵母抗菌肽的分离纯化、鉴定、抑菌谱和抑菌机制研究,项目编号:2662015PY068
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利用一些非酿酒酵母,如葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)、季也蒙有孢汉逊酵母(Hanseniaspora guilliermondii),与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的混合发酵可有效改善因纯种酿酒酵母发酵果酒而导致的风味差的问题。但是,酿酒酵母与一些非酿酒酵母混合发酵时,非酿酒酵母的生长受到酿酒酵母的强烈抑制。这阻碍了非酿酒酵母在果酒风味改善方面的应用,因此研究酿酒酵母抑制非酿酒酵母生长的分子机制具有重要的意义。越来越多研究表明,酿酒酵母抑制非酿酒酵母生长的分子机制是来自酿酒酵母GAPDH的抗菌肽,而该肽的产生可能与GAPDH的转录、表达和聚合等变化有关。同时,两种细胞在相互作用过程中,可能会产生应激反应,引起氧化压力升高,进而导致GAPDH改变。鉴于此,本研究在在建立适合研究酵母菌相互作用的隔离培养装置的基础上,酿酒酵母分别和H.uvarum和H.guilliermondii混合发酵时,通过荧光探针法分析酿酒酵母细胞内的ROS的动态变化,分别通过实时荧光定量PCR、蛋白质电泳、蛋白质免疫印迹法研究酿酒酵母GAPDH转录、表达、聚合等变化。主要研究结果如下:1酵母隔离培养装置的研制为了建立酿酒酵母对非酿酒酵母生长的抑制机制。本研究在分析了透析袋对小分子肽和酵母细胞透过性的基础上,建立了一种适合研究两种酵母相互作用的培养装置。结果表明,S.cerevisiae分别与H.uvarum和H.guilliermondii隔离培养时,H.uvarum和H.guilliermondii的生长受到抑制,但是抑制效果较直接混合培养减弱。而且,随着透析袋截流分子量的增加,S.cerevisiae对H.uvarum和H.guilliermondii对抑制效果都逐渐增强。该培养装置用于研究酿酒酵母与非酿酒酵母的相互作用。2隔离培养中酿酒酵母氧化压力分析为了研究S.cerevisiae对H.uvarum和H.guilliermondii抑制过程中的应激反应,本研究在优化了荧光探针法分析ROS的最佳条件的基础上,分析了隔离培养中S.cerevisiae细胞内氧化压力变化,同时研究了与ROS清除相关的三种酶活力的变化。结果表明,DCFH2-DA的最佳孵育时间为30 min,最佳工作浓度为20μM;相对于单独培养,隔离培养中S.cerevisiae细胞内氧化压力升高,在隔离培养的第3 d,S.cerevisiae细胞内氧化压力达到最大值;在S.cerevisiae分别与H.uvarum和H.guilliermondii隔离培养中(300k),ROS清除相关酶活力均有提高,单独培养S.cerevisiae的SOD、POD、CAT分别为94~109.41 U/10~8CFU×m L-1,34.65~46.80 U/10~8CFU×m L-1,11.28~23.71 U/10~8CFU×m L-1,与H.uvarum隔离培养时,S.cerevisiae的三种酶活力依次为121.46~134.20 U/10~8CFU×m L-1,36.63~48.72 U/10~8CFU×m L-1,36.06~49.60 U/10~8CFU×m L-1,与H.guilliermondii隔离培养时,S.cerevisiae的三种酶活力为93.08~128.15 U/10~8CFU×m L-1,36.06~49.60 U/10~8CFU×m L-1,17.25~26.34 U/10~8CFU×m L-1。在酿酒酵母与非酿酒酵母隔离培养时,酿酒酵母细胞内发生应激反应,氧化压力水平升高,SOD、POD、CAT的酶活力升高。3隔离培养中酿酒酵母GAPDH分析为了研究S.cerevisiae对H.uvarum和H.guilliermondii抑制过程中细胞内GAPDH的变化,本研究分别采用实时荧光定量PCR,蛋白质电泳,蛋白质免疫印迹法对隔离培养中酿酒酵母细胞内GAPDH的转录,表达,聚合进行分析。结果表明,在与H.uvarum和H.guilliermondii隔离培养中,GAPDH表达基因转录水平有明显升高,分别在第2天和第3天到达最大值,在最大值时,分别是单独培养的酿酒酵母的8倍和7倍;同时,S.cerevisiae细胞中GAPDH的表达未见显著变化,但产生了12 k Da的未知蛋白,70 k Da和80 k Da的蛋白质被水解;另外,在隔离培养的第三天,GAPDH的表达量有所升高,GAPDH发生了聚合。在酿酒酵母对非酿酒酵母的生长发生抑制的过程中,酿酒酵母细胞内的GAPDH转录水平大幅升高,但其表达水平和是否发生聚合还有待进一步研究。
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