乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)广泛应用于食品发酵工业、生物医药和生物能源等多个领域,部分乳酸菌菌株具有益生功能。开发具有独特的生产性能和益生特性的乳酸菌菌株,将有利于丰富乳酸菌资源的多样性,为发酵工业提供潜在应用价值的优良菌株,并为深入研究乳酸菌的代谢机制提供良好的实验材料。乳酸菌菌种多样,准确鉴定菌株的遗传特性尤为重要,可为后续优良菌株的筛选及CRISPR多样性分析奠定基础。本课题采用16S rRNA技术对50株实验室分离菌株进行鉴定,发现有4株德氏乳杆菌保加利亚亚种,3株植物乳杆菌,1株瑞士乳杆菌,1株布赫内氏乳杆菌和5株粪肠球菌;其余36株菌株属于干酪乳杆菌群。糖发酵表型实验分析发现,菌株糖代谢能力具有明显差异。在供试的菌株中,瑞士乳杆菌Y9-2菌株显示出了较强的糖代谢能力,对14种供试的糖均能利用,并在短时间内快速生长。本研究选取了10个看家基因(clpX、dnaA、groEL、murE、pyrG、pheS、recA、rpoC、uvrC和carB),采用多位点序列分型(MLST)技术,根据等位基因的差异性对属于干酪乳杆菌群的38株菌株进行分型,发现上述干酪乳杆菌群菌株遗传多样性丰富,可划分为Ⅰ和Ⅰ两大类,包含23个ST型,其中E2菌株尤为特殊。乳酸菌的生长和产酸等基本生产能力,耐酸耐胆盐、抑菌等抗胁迫能力,合成胞外多糖能力等是筛选优良菌株的重要指标。本研究评价了50株乳酸菌的生长能力、产酸能力、耐酸耐胆盐能力、抑菌能力和胞外多糖合成能力等生产特性。实验结果表明,德氏乳杆菌保加利亚亚种Y5菌株、干酪乳杆菌群中的C2、C10菌株和植物乳杆菌E1菌株具有较强的生长、产酸和抑菌等能力,具有潜在的应用价值。乳酸菌发酵过程易受噬菌体侵染。CRISPR-Cas(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated protein)系统是细菌与病毒长期竞争形成的免疫系统,能够有效抵抗外源DNA对宿主菌的入侵。本研究旨在揭示CRISPR多样性,并为研究利用CRISPR/Cas系统抵御噬菌体入侵以及筛选抗噬菌体优良菌株提供参考。本研究分析了36个乳酸菌菌种的CRISPR序列,系统发育树分析表明,乳酸菌菌种存在着丰富的CRISPR序列多样性。CRISPR序列扩增与测序分析发现,德氏乳杆菌保加利亚亚种的CRISPR序列菌株间存在明显差异,Y1仅存在CRISPR2序列,而Y5、CH3和L6仅含有CRISPR3序列,C1不含CRISPR2序列和CRISPR3序列;瑞士乳杆菌Y9-2检测到一种CRISPR序列。研究发现,不同菌种CRISPR/Cas基因位点分布各异,CRISPR序列分布在cas基因的上下游;CRISPR重复序列二级结构中存在典型的茎环结构。间隔子BLAST比对显示,德氏乳杆菌保加利亚亚种CRISPR间隔子与多个噬菌体同源,干酪乳杆菌和瑞士乳杆菌CRISPR仅单个间隔子与1-2个噬菌体或质粒同源,推测菌株进化期间受到了噬菌体或质粒的侵染,CRISPR-Cas系统对噬菌体等相关外源DNA形成了获得性免疫。