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微生物代谢组学是一种对理解细胞功能至关重要的功能基因组学的技术,因为代谢组是对细胞生理状态的直接反映。根据代谢物的分布空间不同,可分为代谢指纹分析(胞内)和代谢足迹分析(胞外)。由于胞内代谢物相对胞外更丰富,更能反映微生物的代谢特征,因此对胞内代谢物的研究更为重要,其主要步骤依次为代谢淬灭、代谢物提取以及仪器分析三个部分。核磁共振(NMR)技术和色谱-质谱联用技术(LC-MS、GC-MS、CE-MS)是目前代谢组学研究的最主要手段,而色谱-质谱联用技术以其对复杂生物体系具有高分辨分离、高灵敏检测等强大的化学信息表征能力,在代谢组学研究领域有着极为广泛的应用。本文以金橙黄微小杆菌ATCC49676为主要研究对象,考察影响其乳酸产量的代谢物。首先通过Minitab软件设计培养基优化实验,得到了培养基中影响乳酸产量的关键因子为葡萄糖(p=0.001),其它因子对乳酸产量均无显著影响(p>0.05)。再利用单因子试验得到葡萄糖浓度为0.1g/mL时,乳酸产量达到最大值。利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术,对基本培养基和优化培养基上培养的细菌胞内代谢物进行分析,通过标样定性出33种代谢物。通过MEV软件进行SAM分析得出,谷氨酸是对乳酸产量影响最大的代谢物。为进一步研究谷氨酸影响乳酸产量的机制,利用考马斯亮蓝法试剂盒和乳酸脱氢酶试剂盒对胞内代谢物进行了乳酸脱氢酶相对含量的测定,最终得到的结果验证了关于谷氨酸通过减少胞内乳酸脱氢酶的含量来调控乳酸的产量的假设。在此基础上,建立利用代谢组学研究微生物关键调控代谢物的分析体系,并建立了包含180种常见的微生物胞内代谢物的GC-MS数据库。由于ATCC49676还是一种极端微生物,尝试通过建立的微生物代谢产物分析平台研究其嗜碱耐盐机制。通过改变最佳培养基的pH值和盐浓度来分别得到不同微生物胞内代谢物样品,然后借助于建立的分析平台和常见的微生物代谢产物数据库来进行分析,最终通过SIMICA-P进行PCA和PLS-DA分析得到与抗碱相关的差异代谢物16种,与耐盐相关的差异代谢物14种。