组学技术在茶学研究中的应用研究进展

基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学等组学技术具有高通量、高灵敏度和系统性的特点,已成为生命科学研究中的强有力工具,也为茶学研究提供了新的方法。研究者应用组学技术开展了茶树栽培育种、种质资源特性、茶叶生理生化、茶叶加工及贮藏等多方面研究,获得了重要进展,本文综述了组学技术在茶学研究中的应用情况。      

酒酒球菌（Oenococcus oeni）耐酸突变株苹果酸-乳酸发酵能力分析

目的：研究酒酒球菌（Oenococcus oeni）耐酸突变菌株的抗胁迫能力和苹果酸-乳酸发酵能力,为耐酸突变菌株开发为商业发酵剂提供参考。方法：以采用离子注入诱变,分离纯化后筛选出耐酸突变菌株b1为研究对象,酒酒球菌SX-1b和商业菌株31-DH为对照,探究单因素胁迫环境、复合因素胁迫条件及模拟酒环境对菌株b1生长能力、L-苹果酸降解速率和β-葡萄糖苷酶活性的影响,评价菌株b1的苹果酸-乳酸发酵能力。结果：单因素试验结果显示,当pH?3.0、乙醇体积分数14%、L-苹果酸质量浓度3?g/L时,菌株b1的L-苹果酸降解速率和β-葡萄糖苷酶活性均高于其余菌株;正交试验进一步确定各因素对菌株生长能力、L-苹果酸降解速率和β-葡萄糖苷酶活性的影响程度为：pH值＞乙醇体积分数＞L-苹果酸质量浓度;当模拟酒的乙醇体积分数为14%时,菌株b1的累积L-苹果酸降解量为1.493?2?g/L,分别为SX-1b与31-DH的1.41?倍和1.26?倍,且菌株b1的β-葡萄糖苷酶活性最高。结论：耐酸突变菌株b1表现出良好抗胁迫能力和苹果酸-乳酸发酵能力。因此,菌株?b1具有成为商业发酵剂的潜能。     

昌黎产区酒类酒球菌（Oenococcus oeni）的遗传多样性及系统发育分析

对我国昌黎产区5 家具有代表性酒庄进行酒类酒球菌（Oenococcus oeni）菌株的分离,采用Species-specific聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）鉴定O. oeni,运用荧光标记扩增片段长度多态性（amplified fragment length polymorphism,AFLP）技术进行分子遗传学研究。结果表明：在分离具有表型差异的226 株葡萄酒乳酸菌中,通过Species-specific PCR,鉴定出222 株O. oeni。对分离的O. oeni菌株进行荧光标记AFLP分析,结果显示,经筛选的荧光标记选择性扩增引物可将222 株O. oeni分为221 个AFLP遗传型,其相似性系数在74%～98%。在81.7%的相似性水平上,分离菌株存在2 个主要的进化类群。分离自同一酒庄的O. oeni菌株种群形成了独特的簇群结构,呈现出遗传发育和分离起源的典型特异性关系,证实了O. oeni资源是葡萄酒“风土”的重要组成之一。本研究证实了昌黎产区存在丰富的O. oeni资源,且不同酒庄分离的O. oeni菌株种群呈现出遗传特异性,这为开发我国具有地域特色的O. oeni资源提供了技术和理论支持。     

酒酒球菌(Oenococcus oeni)产胞外聚合物培养基的优化及其抗冷冻干燥性能评价

为了研究酒酒球菌(Oenococcus oeni)产胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)在冷冻干燥过程中的保护性能,通过优化培养基提高EPS产量,并通过EPS对细菌冷冻干燥存活率的影响以及观察冷冻干燥过程中酒酒球菌内部及外表面的变化,评价其抗冷冻干燥的性能。正交试验优化可得,在初始pH值4. 8、蛋白胨含量20 g/L、葡萄糖含量15 g/L的条件下,能产119. 7 mg/100 mL酒酒球菌EPS。EPS作为冷冻干燥保护剂时细菌冷冻干燥后的存活率为70. 97%,高于其他常规保护剂,扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)的图像表明添加冷冻干燥保护剂的实验组细胞形态更加完整,说明EPS有明显的冷冻干燥保护作用。该研究初步探究了酒酒球菌EPS冷冻干燥保护的机制,并为EPS在冷冻干燥保护剂中的应用提供理论基础。     

基于RNA-seq分析酒酒球菌SD-2a酸胁迫应答机制

通过RNA-seq检测酒酒球菌SD-2a对短期酸胁迫（3 h）的反应,利用基因本体论和京都基因与基因组百科全书数据库分析不同处理间的转录组数据。此外,还测定了一些与应激反应相关的生理指标。在此基础上,绘制胁迫响应机理示意图。在酸性胁迫条件下,菌株合成更多的ATP,将H＋泵出细胞,SD-2a的ATPase活性显著升高,适宜pH值可以维持适宜的酶反应环境进行生命活动。通过调节总不饱和脂肪酸和总环脂肪酸的含量,降低细胞膜的流动性。综上所述,胞内能量生产显著增加,一些有利于抗酸胁迫的耗能反应显著增加,而一些不相关的耗能反应受到抑制。此外,为了应对酸胁迫造成的损伤,DNA修复基因和伴侣蛋白基因的表达水平大大提高。本研究结果为酒酒球菌中与酸应激反应相关的调控网络提供了一定参考。     

组学技术在植物乳杆菌及其发酵食品中的研究进展

植物乳杆菌作为公认普遍安全的微生物,其具有免疫、抗氧化、降胆固醇、降解亚硝酸盐、抑菌、吸附重金属等功能,在发酵食品工业中发挥着重要作用。随着组学技术的不断完善与进化,加快了益生菌的研究向定量化和高通量的方向发展,有助于发现益生菌在遗传水平上的特征。该研究对植物乳杆菌组学技术及其在发酵食品中的应用进行综述,阐述了基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学等技术在植物乳杆菌研究进展及其发酵食品中的应用进展,并对植物乳杆菌组学研究存在的问题及发展趋势进行了讨论。综合利用组学技术,可从遗传、表达、代谢等多个方面对植物乳杆菌进行全方面多角度地研究,以期为植物乳杆菌的产业化应用提供理论基础。     

组学技术在稻谷储藏中的应用进展

稻谷储藏是保证稻谷品质与质量安全的重要环节,目前对于稻谷储藏环节的研究多集中在基础的理化性质及应用组学技术对稻谷储存过程中各组分之间变化的探究.介绍组学技术的发展,及其在稻谷储藏过程中的应用进展,为稻谷储藏研究提供理论参考.     

活鱼长途运输关键技术及多组学技术在运输应激评价的研究进展

活鱼长途运输可以有效解决水产品供给不平衡的问题,在运输过程中,鱼类因受到各种运输胁迫而出现应激反应,造成鱼肉品质的劣变。该文归纳了关于运输水质实时监测、低温暂养、唤醒三大关键技术的最新研究成果,简述了国内外运用组学技术分析鱼类应激响应机制的研究进展。分析了转录组学、蛋白质组学及代谢组学技术的原理及优缺点,根据其机理指出多组学联用技术在活鱼长途运输领域的应用价值,多组学联用可以从分子学角度分析运输过程中各项应激因素对鱼体的影响,相关的机理研究可以为推进活鱼运输过程的良好操作规范提供帮助,结合我国研究现状,提出组学技术在活鱼运输方面的挑战并给出建议,对组学技术在活鱼运输方面的应用提出展望。     

多组学技术及其在食品研究中的应用

近年来,组学因其在揭示生物体内复杂生化作用及宏观调控动态网络体系机制方面作用突出,受到食品和营养领域研究学者的广泛关注,并已被应用于食品领域研究中。文章从组学基本概念出发,重点阐述了基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学在食品领域的应用研究,并展望了利用组学工具进行食品原料控制、品质提升与安全机理剖析的应用前景。     

中国主要葡萄酒产区酒酒球菌糖苷酶活性

在苹果酸乳酸发酵（malolactic fermentation,MLF）过程中,一些酒酒球菌产生的糖苷酶活性受葡萄酒环境的影响,筛选并利用在酿酒环境中具有高活力糖苷酶的菌株进行MLF,有助于提升葡萄酒的香气复杂性。本实验以中国5 个酿酒产区19 株酿酒特性优良的酒酒球菌和一株商业菌为实验菌株,通过测定5 种糖苷酶活性,对其中5 株糖苷酶活性高的菌株研究其在葡萄酒环境中糖苷酶的酶学性质。结果表明：20 株菌在相应底物作用下均含有可检测到的糖苷酶活力,不同菌株酶活性差异显著,地区间差异不显著。5 株糖苷酶活性高的菌株最适pH值为4.0,最适温度为45 ℃,在低水平（4%乙醇＋0.1 g/100 mL果糖）时有促进作用,高水平（14%乙醇＋2 g/100 mL果糖）时抑制作用显著,葡萄糖则表现为抑制作用,但各种酶活性表现为菌株依赖性。在模拟酒条件下,菌株相对酶活力仅是菌株酶活力的9.805%～32.331%。总之,在所选菌株中,SD-1f在葡萄酒环境中的糖苷酶活性最高。     

酒酒球菌计数方法研究

以酒酒球菌为试验材料,分别用平板计数法、浊度计法、分光光度计法进行计数,所得的细胞数分别与对应的NTU值、OD值建立回归方程,方程分别为y=(0.0913 3.0075x)×107;y=(73.561x-4.8994)×107.结果显示,两个方程均有极显著的直线回归关系(P＜0.01),但前者的回归系数大于后者.因此,在酒酒球菌计数时最好用浊度计法代替平板计数法.     

苹果酸-乳酸发酵过程酒酒球菌碳源代谢分析研究进展

葡萄酒苹果酸-乳酸发酵(malolactic fermentation,MLF)中碳源物质的利用及其产物、副产物的形成对葡萄酒感官品质有很大影响。其中,酒酒球菌参与的葡萄糖代谢、有机酸代谢及相关产物的形成和流向对葡萄酒MLF影响重大,决定着葡萄酒的最终品质。环境条件也是影响酒酒球菌生长的重要因素。苹果酸、柠檬酸和pH值三者在一定范围内相互作用,影响酒酒球菌生长。SO2会抑制酒酒球菌细胞ATP酶活性,高含量乙醇能增加细胞膜流动性,这些都会阻碍酒酒球菌生长,而溶解氧不仅不利于酒酒球菌生长,还会使醋酸菌等有害微生物大量繁殖,乙酸、双乙酰等不良产物含量上升,使葡萄酒败坏。本文就葡萄酒MLF过程中酒酒球菌的苹果酸代谢、柠檬酸代谢、糖代谢和乳酸、乙酸、双乙酰、乙偶姻等的产生途径及影响因素进行总结。     

酒酒球菌抗酸相关基因RAPD标记的筛选

对影响RAPD 反应体系的主要因素进行优化,建立适合本实验室的RAPD 反应体系。在此基础上以33 株抗酸性酒酒球菌和9 株酸敏性菌株为试材,采用BSA 法和RAPD 技术,通过对45 个随机引物的筛选以及在单菌株中的筛选验证,最终获得与酒酒球菌抗酸性状相关的3 个RAPD 标记：S40-1400、S333-2500、S333-650。     

酒类酒球菌SD-2a高密度培养的研究

对酒类酒球菌SD-2a液体培养条件和半连续高密度培养进行了研究,研究结果表明,酒类酒球菌SD-2a的适宜培养条件为:培养温度25℃,接种量5%,pH值4.8.在培养过程中,每4 h添加一次CaCO3溶液,调整pH值至最适值.并结合优化培养条件,对酒类酒球菌SD-2a进行半连续法高密度培养,使其菌体密度达到了6.5×1010 cfu/mL,比二次培养前提高了近10倍.     

酒酒球菌在青梅汁中的生长及苹果酸乳酸发酵特性的研究

以青梅汁为原料,利用酒酒球菌的苹果酸-乳酸发酵（MLF）对青梅汁进行生物降酸的研究。结果表明:接种量为2.0×108CFU/mL,青梅汁的pH≥3.4时,MLF能正常进行,并使样品的酸度降低61.35%以上;接种量为2.6×107CFU/mL时,青梅汁的pH为3.6才能触发MLF,样品的酸度降低了77.60%;接种量为2.3×108CFU/mL,在pH3.6和4.0的青梅汁中,添加1.0g/100g的葡萄糖的样品,与不添加葡萄糖的样品相比,其酸度分别降低了27.04%和34.63%;在柠檬酸-柠檬酸钠缓冲体系中,酒酒球菌使体系酸度降低了26.40%,证实酒酒球菌可利用柠檬酸作为碳源,进行MLF。      

葡萄酒中酒类酒球菌的分离——抑制剂对酵母菌生长的抑制效应

从葡萄酒中分离酒类酒球菌时 ,酵母菌是最主要的干扰菌。作者通过在ATB和改良MRS琼脂培养基中添加放线菌酮、山梨酸和制霉菌素 ,研究了不同抑制剂对酵母生长的抑制效应。结果表明 ,采用ATB + 5 0mg/L放线菌酮、改良MRS + 5 0mg/L放线菌酮、改良MRS + 10 0mg/L山梨酸、改良MRS + 5 0mg/L制霉菌素选择性培养基 ,能够完全抑制酿酒酵母的生长。     

酒类酒球菌对葡萄酒中相关物质代谢的影响

酒类酒球菌是触发葡萄酒苹果酸-乳酸发酵(malolactic fermentation,MLF)的主要乳酸菌,其代谢产物如乳酸、乙酸、双乙酰、乙偶姻、生物胺等对葡萄酒的感官品质有重要作用。本文对酒类酒球菌在葡萄酒MLF过程的代谢情况进行总结,阐述糖、有机酸、含氮物质和酚类化合物的代谢情况,以及在不同影响因素下酒类酒球菌生长和代谢途径的改变状况,已经证明pH值、SO2、乙醇体积分数、葡萄糖/果糖比等都是影响代谢的因素。随着研究的不断深入,酚类化合物在代谢中的作用也受到越来越多的关注。酚类化合物一方面通过刺激或者抑制酒类酒球菌的生长而间接影响MLF的进行;另一方面,不同的酚类物质也会影响细菌对其他酚类的代谢,从而影响葡萄酒的口感和质量。通过全面综合了解酒类酒球菌在葡萄酒中的代谢情况有助于更好地调控MLF过程。