不同碱基对植物乳植杆菌LIP-1冻干存活率的影响及机制探究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:greathuhao
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为研究在培养基中添加微量生长因子对菌株冷冻干燥存活率的影响,本研究以4株植物乳植杆菌为研究对象,通过在培养基中分别添加不同浓度的腺嘌呤、尿嘧啶和次黄嘌呤,探究其对植物乳植杆菌冷冻干燥存活率的影响,并以植物乳植杆菌LIP-1为代表,探讨不同碱基影响菌株冻干存活率的内在机制。结果显示,与未添加碱基的空白对照组相比,培养基中分别添加0.01 g/L腺嘌呤、0.05 g/L尿嘧啶以及0.03 g/L次黄嘌呤均能够显著提高4株植物乳植杆菌的冻干存活率(P<0.05),且0.01 g/L腺嘌呤和0.05 g/L尿嘧啶还能提高4株植物乳植杆菌的生长量(P<0.05)。以植物乳植杆菌LIP-1为代表,探究机制发现:(1)添加腺嘌呤能够减轻植物乳植杆菌LIP-1细胞膜和DNA的损伤程度。植物乳植杆菌LIP-1能够利用腺嘌呤合成大量的三磷酸腺苷(ATP),胞内ATP含量升高会对糖酵解途径产生反馈抑制,使丙酮酸向乳酸转化量减少,向乙酰辅酶A的转化量增多,这为细胞膜脂肪酸合成提供充足的底物;ATP含量的升高还可以使酰基辅酶A硫酯酶的活力增强,在酰基辅酶A硫酯酶的催化下细胞膜饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化,减轻了细胞膜在冻干过程中的损伤程度。此外由于丙酮酸向乳酸转化量的减少,导致胞内p H值的升高,缓解了菌株受到的酸胁迫程度,使菌株DNA的损伤减小,提高了DNA的稳定性。(2)添加尿嘧啶减轻了植物乳植杆菌LIP-1细胞壁和细胞膜的损伤程度。尿嘧啶的加入能够促使植物乳植杆菌LIP-1合成更多的尿苷二磷酸(UDP),从而使肽聚糖含量增加,进而提高细胞壁的稳定性;同时尿嘧啶的加入抑制了乳清酸向尿苷二磷酸的转化,使胞内的乳清酸含量升高,菌株利用乳清酸的抗氧化能力减轻了活性氧对细胞膜不饱和脂肪酸的氧化程度,进而减轻了细胞膜的损伤程度。(3)添加次黄嘌呤能够提高植物乳植杆菌LIP-1的生物膜生成量,并减轻DNA的损伤程度。次黄嘌呤的加入能够促使植物乳植杆菌LIP-1产生更多的鸟苷四磷酸(pp Gpp),从而提高生物膜的生成量。此外次黄嘌呤的加入还使得菌株胞内γ-氨基丁酸(GABA)的含量升高,缓解了菌株受到的酸胁迫程度,使菌株DNA的损伤减小,提高了DNA的稳定性。结果表明,植物乳植杆菌LIP-1通过代谢腺嘌呤、尿嘧啶和次黄嘌呤减轻菌株受到的冻干损伤,提高了菌株的冻干存活率。本研究为提高菌株冷冻干燥存活率提供了新的方法和思路。
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