论文部分内容阅读
硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的挥发性物质,严重损伤葡萄酒的感官品质。酿酒酵母自身在发酵过程中合成的H2S,是葡萄酒中H2S的重要来源之一。研究发现,不同酿酒酵母菌株产H2S的特性差异显著,因此,通过对酿酒酵母H2S产生机制的解析,将为解决葡萄酒工业H2S危害提供理论依据。本研究首先对高产和低产H2S酿酒酵母,32y12与112y4的转录组测序以及重测序结果进行分析,挑选与辅酶VB6相关的MET17/CYS4/CYS3和THI5家族基因进行功能验证,主要研究结果如下:1.通过对本课题组前期所获得的转录组数据进行分析,发现与低产H2S菌株相比较:(1)高产菌株的THI5/11/12/13家族基因发生显著差异表达,说明辅因子VB6可能是影响H2S高产的关键因素;(2)高产菌株MET17/CYS3/CYS4转录水平没有发生显著改变,但是通过硫代谢途径分析,可以发现H2S下游MET17/CYS3/CYS4编码的酶是VB6依赖酶,其功能与VB6及H2S高产之间的关系有待研究。2.利用低产菌株和高产菌株自身特点,以112y4为亲本,单倍体分离得到一株不产硫化氢、低产高级醇和高产乙酯类物质的优良单倍体菌株112y4-25。采用Cre-loxP基因编辑系统及同源臂回缩二次敲除策略,成功构建以高产菌株32y12为出发菌株的尿嘧啶缺陷菌株DU-3,及尿嘧啶和亮氨酸双营养缺陷菌株DUL-3,为后续基因操作提供筛选标记。3.在构建得到的尿嘧啶营养缺陷菌株DU-3中分别过量表达MET17/CYS4/CYS3,结果表明,MET17过表达可以降低97%的H2S产量,CYS3的过量表达可以少量减少H2S释放量,但是CYS4过量表达对H2S的产生没有显著影响。由此推测细胞内辅酶VB6可能供应不足,实验表明外源添加VB6(800μg/L)可使H2S产量降低50%。4.应用CRISPR-Cas9基因编辑技术成功敲除THI5家族基因,为酿酒酵母二倍体中该基因家族的首次敲除。