硒(Se)作为机体生命活动必需的微量元素之一,在维系氧化还原稳态、调节免疫系统、保护DNA和染色体免受氧化损伤等方面发挥着重要的作用。硒主要以无机化合态硒、有机硒及无机单质硒的形式存在,其中无机化合态硒毒性最高,单质硒毒性最弱。乳酸菌,作为食品领域中应用最广泛的发酵型菌株,许多菌株被报道具有合成纳米硒的功能。人们在食用乳酸菌发酵制成的富硒食品或保健食品时,不仅能补充微量元素硒,也能获得乳酸菌所带来的益生作用。因此,乳酸菌可成为合成纳米硒的良好载体和转化体,添加于食品中制成新的补硒产品,具有良好的发展前景。本研究通过筛选得到能够还原亚硒酸钠生成纳米硒的试验菌株——植物乳杆菌WZ8,通过改变培养条件获得了不同尺寸的纳米硒,在控制总硒含量一致的前提下,对纳米硒粒径与其体外生物活性的相关性进行了探索。在单因素试验、Plackett-Burman(PB)筛选试验基础上,使用响应面法(Response surface methodology,RSM)优化菌株WZ8制备纳米硒的培养条件。此外,还对菌株合成纳米硒的机制进行了初步探索。通过以上试验得到了以下结论:(1)以筛选得到的植物乳杆菌WZ8为载体,于培养后7 h加入亚硒酸钠至浓度为80μg/m L,培养36h后收集离心物,其扫描电子显微镜、能谱分析以及纳米激光粒度仪的检测结果表明菌株细胞周围的球状颗粒为纳米硒。(2)体外抑菌试验表明,不同粒径的纳米硒对四种食源性致病菌的抑制作用不同,粒径较小的纳米硒对同一致病菌的抑制作用较强。抗氧化活性试验发现,不同粒径的纳米硒的总还原力及其对自由基的清除力存在差异,相较于粒径较大的纳米硒,粒径较小的纳米硒对自由基的清除力以及总还原力较强。(3)通过单因素试验分别确定了起始p H、温度、接种量、亚硒酸钠浓度以及胁迫时间的取值范围。在此基础上,PB筛选试验发现,培养液起始p H、亚硒酸钠浓度对纳米硒的粒径和回收率均有显著影响,而胁迫时间仅对纳米硒的粒径存在显著影响。最后,通过响应面分析法得到了植物乳杆菌WZ8制备纳米硒的最佳培养条件为起始p H7.88,亚硒酸钠浓度74.04μg/m L,培养时间19 h。(4)基于RNA-seq测序对亚硒酸钠(80μg/m L)处理下的植物乳杆菌WZ8进行转录组学分析,共识别出1760个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),包括上调基因884个,下调基因876个。Gene Ontology(GO)富集分析结果表明,DEGs主要分布于基因表达、有机氮化合物的生物合成、有机氮化合物代谢过程、细胞、细胞部分、催化活性以及RNA结合等。Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)通路注释分析显示,DEGs主要涉及氧化磷酸化、硒化合物代谢、碳代谢、丙酮酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢等代谢途径。转录组学分析发现,与硫氧还蛋白还原酶(Thioredoxin reductase,Trx R)、半胱氨酸合成酶相关的基因呈现上调趋势,这一结果表明植物乳杆菌WZ8可能是通过Trx R系统将亚硒酸钠还原为纳米硒。