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新疆奶疙瘩,又称新疆奶酪或干酪,是新疆当地居民自制的一种传统发酵乳制品,目前已成为新疆本地居民餐桌上不可或缺的一种食物。奶疙瘩的制作方式主要靠自然发酵,而就是这种自然发酵的过程使这些发酵制品在口感、营养和菌群多样性方面有很高的价值。因此对自然发酵传统乳制品中的微生物资源进行研究是十分有必要的。本文以从新疆不同地区采集的5种奶疙瘩样品为研究对象,采用传统分离培养方法和分子生物学技术16S rDNA鉴定结合的方法对奶疙瘩中潜在的益生菌进行研究。此外,还通过建立秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans, C.elegans)模型筛选了具有良好益生特性的菌株,并对饲喂益生菌的线虫体内与寿命等表性特征相关的酶和蛋白进行转录组学分析和探究,得到如下结果：1.利用高通量测序的方法获得了采集自新疆5个不同地区的奶疙瘩样品中细菌菌相的组成信息,并通过生物统计学分析的方法探讨了其菌相组成的规律。五个传统发酵奶疙瘩样品中优势细菌菌群主要是链球菌属Streptococcus,乳杆菌属Lactobacillus,乳球菌属Lactococcus,假单胞属Pseudomonas。其中乳杆菌属是除了RS1.1样品之外的其他四个样品中的优势菌。五个样品中RS1.5的菌群多样性最丰富,而RS1.1中细菌的分类比较单一,丰度最低。2.通过传统的分离鉴定方法,本研究得到了奶疙瘩样品中的可培养微生物20株,它们分别为：1株鼠李糖乳杆菌Lactobacillus rhamnosus R4、1株瑞士乳杆菌Lactobacillus helveticus S4、4株海氏肠球菌Enterococcus hirae H4、K4-8、K4-9和R5、1株唾液链球菌Streptococcus salivarius K4-7以及13株解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciences B3、B5、B6、B9、R2、R7、K3-2、H3、I2、M3、X2、X4和Y2。3.鼠李糖乳杆菌Lactobacillus rhamnosus R4、瑞士乳杆菌Lactobacillus helveticus S4、海氏肠球菌Enterococcus hirae H4、K4-8、K4-9和R5均表现出了良好的耐酸耐胆盐特性以及对模拟胃肠液中的耐受性。其中,L.rhamnosus R4的抑菌、疏水性、共聚集作用尤为显著。此外,L.rhamnosus R4还表现出了较好的抗氧化和降解胆固醇与甘油三酯的能力,可作为潜在益生菌株做进一步研究。4.建立了秀丽隐杆线虫益生菌动物模型,并以大肠杆菌为对照,对线虫的生命活动规律进行了评价。通过利用含有分离得到的6株益生菌的培养基饲喂线虫,从而在寿命、产卵、运动、抗热激和氧化应激等方面进行研究。结果显示,与对照组(E.coli OP50)相比,6株益生菌对线虫表型产生了不同程度的影响。其中,L.rhamnosus R4表现出了显著的延寿作用,对产卵量和运动能力的增强作用,以及在热应激和氧化应激环境中良好的抵抗能力。此外,线虫体内SOD、CAT酶活力的上升以及MDA当量的减少,说明了其可能的作用机理。本实验为进一步深入研究乳酸菌的益生作用奠定了理论基础。5.转录组测序结果显示,L.rhamnosus R4饲喂的线虫体内共有196个基因的表达量发生了变化(其中48个基因上调,158个基因下调)。L.rhamnosus R4对线虫体内的内分泌系统(Endocrine system)、细胞信号转导(signal transduction)以及免疫调节系统(Immune system)相关的代谢通路中关键酶编码基因具有显著激发作用。有4组代谢通路差异较显著,分别为：胰岛素信号通路(Insulin signaling pathway, Insulin/IGF-1)、细胞凋亡(FOXO signaling pathway)、丝裂原活化蛋白激酶信号通路(MAPK signaling pathway),细胞分化和肿瘤发生发展代谢通路(PI3K-Akt signaling pathway)。其中,胰岛素信号通路中,1个关键酶编码基因上调表达,4个关键酶编码基因下调表达。由于Insulin/IGF-1信号转导途径在人体内也发挥着极其重要的调节作用,本研究为日后将L.rhamnosus R4开发为人类抗衰老相关的微生物制剂提供了重要理论依据。6.用实时荧光定量PCR对转录组学测序结果进行了验证,结果表明,L.rhamnosus R4显著提高了sod-3、hsp-16.2、ctl-1和daf-16的转录水平,表明在氧化应激条件下,L.rhamnosus R4不仅刺激了线虫体内清除自由基的基因sod-3的表达,而且显著上调了热激蛋白hsp-16.2的表达。此外,饲喂L.rhamnosus R4的线虫,其体内daf-2和sir-2.1的基因表达量显著下调,表明L.rhamnosus R4对线虫的延寿作用可能依赖于Insulin/IGF-1信号转导通路,这些结果与转录组学测序结果相吻合。