腐乳中细菌的分离、筛选及其对秀丽隐杆线虫寿命和抗性的影响

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传统发酵豆制品腐乳中含有大量游离型异黄酮苷元、游离氨基酸、多肽、有机酸、维生素等营养物质,具有降血压、抗氧化、抗癌、预防老年痴呆等多种功效。近年来,腐乳中微生物多样性及其致病性或益生性逐渐引起研究人员的关注。本研究对青方腐乳中的细菌菌株进行了系统分离,对所分离的菌株进行了菌种鉴定和多样性分析,利用秀丽隐杆线虫对所分离的细菌菌株进行安全性评价,初步判断其潜在的益生菌或致病菌,旨为益生菌开发利用提供新的细菌菌源,同时也为发酵豆制品生产优化和食用安全提供参考。
  本研究从青方腐乳中分离得到一株黄豆苷原转化菌HAU-STF-b4,该菌株在厌氧和有氧环境下均能将底物黄豆苷原(Daidzein)开环转化为去氧甲基安哥拉紫檀素(O-desmethylamgolensin,简称O-Dma),经16S rDNA序列分析,初步鉴定为梭菌属(Clostridium)菌株。此外,从青方腐乳中分离得到21株对大豆异黄酮不具有转化功能的细菌菌株,其中11株为芽孢杆菌属(Bacillus)菌株,其余10株菌株分属赖氨酸芽孢杆菌属Lysinibacillus(6株)、芽孢八叠球菌属Sporosarcina(3株)和肠球菌属Enterococcus(1株)。将分离的菌株喂食秀丽隐杆线虫,发现21株细菌菌株中有2株菌(STF-14和STF-19)可以显著延长线虫寿命,经16S rDNA序列分析和生理生化指标测定,将两株延寿菌初步鉴定为海水芽孢八叠球菌(Sporosarcina aquimarina)和细长赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus macroides);有4株菌(STF-7、STF-8、STF-11和STF-18)可显著缩短线虫寿命,经16S rDNA序列和GyrB基因分析,结合菌株的生理生化特性,将分离得到的4株缩寿细菌分别鉴定为死谷芽孢杆菌(Bacillus vallismortis)、贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。
  通过对秀丽隐杆线虫的抗热和抗氧化应激研究发现,分离得到的两株延寿菌株均能显著提高线虫的抗氧化损伤能力,但对线虫的抗热损伤能力却无显著作用;两株菌均可降低线虫体内脂肪含量,显著降低线虫的生殖能力,因此,从某种意义上说菌株的延寿作用部分依赖于线虫对其生殖能力的调控作用。另外,通过秀丽隐杆线虫寿命相关基因的表达水平以及喂食线虫突变体试验发现,菌株STF-14是通过DAF-16的JNK信号转导途径调控线虫寿命的,而菌株STF-19则是通过DAF-2/DAF-16Insulin/IGF-1信号转导途径延长线虫寿命。此外,现有研究结果证实,NO可以作为信号分子调控线虫体内60多种基因的表达,有利于线虫寿命的延长。通过本研究发现,菌株STF-14和STF-19均可产生NO,推测定植在线虫体内的两株延寿细菌可能通过产生NO延长寿命。
  通过本研究发现4株能显著降低线虫寿命的菌株,经进一步研究发现,四株缩寿菌明显增加线虫体内脂肪颗粒堆积,并显著降低线虫的耐热和抗氧化能力,通过线虫产卵量的统计还发现,菌株STF-8显著影响线虫的生殖能力,且该菌株对线虫的寿命及抗性影响最显著。通过转录组分析发现,线虫缩寿菌STF-8通过影响线虫C01B4.6、srbc-16、srj-29、W09B7.2、fbxb-29和Y14H12A.2等相关基因的表达量来影响线虫体内能量代谢、胞间信息传递、细胞调控与转录调控,同时还通过基因C01B4.6影响半乳糖代谢、糖酵解/糖异生等途径来缩短线虫寿命。
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