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马乳酒样乳杆菌基因编辑系统的构建及其糖基转移酶基因功能的研究

耿伟涛王亚琦唐娇吴江涛方伟王艳萍

天津科技大学大学食品科学与工程学院

摘要:马乳酒样乳杆菌是分离自开菲尔粒中常见的菌株,在开菲尔粒的结构和益生功能中具有重要意义。马乳酒样乳杆菌的产胞外多糖能力是其在发酵工业和健康产业中的重要基础。因此,其胞外多糖合成机制的研究对于马乳酒样乳杆菌理论研究和应用拓展都具有重要的意义。本研究旨在建立在马乳酒样乳杆菌中高效工作的基因编辑系统,并对在胞外多糖合成中具有关键功能的糖基转移酶基因进行研究,以期为阐明胞外多糖的生物合成机制提供研究基础。对本实验室分离保藏的一株马乳酒样乳杆菌的全基因组测序表明,该菌株存在2个胞外多糖基因合成簇,可能利用Wzx-Wzy依赖性途径进行异型胞外多糖的合成。该菌株的糖核苷酸代谢分析表明,该菌株可合成UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖、dTDP-鼠李糖和UDP-N-乙酰葡糖胺等糖单体。但对胞外多糖的结构分析表明,糖基转移酶仅选择了其中的葡萄糖、半乳糖和葡萄糖醛酸作为胞外多糖的底物。通过对该马乳酒样乳杆菌的CRISPR-Cas系统分析,我们构建了基于CRISPR-Cas9的基因编辑系统,并希望对该菌株中6个编码糖基转移酶的基因进行功能研究。结果表明:本研究建立的CRISPR-Cas9D10A基因编辑系统成功的在这株马乳酒样乳杆菌的胞外多糖合成基因簇上进行了一个糖基转移酶编码基因(gene1929)的基因的删除。对突变株的生长情况和胞外多糖合成能力进行研究表明,糖基转移酶基因(gene1929)的缺失,不仅影响了胞外多糖的合成,还对菌株的生长产生了抑制作用。
会议名称:

第十六届益生菌与健康国际研讨会

会议时间:

2021-05-25

会议地点:

中国江苏苏州

  • 专辑:

    基础科学; 工程科技Ⅰ辑

  • 专题:

    生物学; 轻工业手工业

  • DOI:

    10.26914/c.cnkihy.2021.004769

  • 分类号:

    TS201.3

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