不同温度及摇床转速对扣囊复膜酵母胞内代谢的影响

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扣囊复膜酵母是一种广泛存在于国内清香型酒曲、韩国酒曲(Nuruk)、柬埔寨酒曲(Dombea)等淀粉质含量高的酒曲中的功能性微生物,大量研究发现其能够分泌具有较高活性的淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、酸性蛋白酶,同时具有一定的产酒产酯能力,但目前国内外对其研究主要体现在产海藻糖方面,在酿酒方面的研究较少。本课题采用LC-MS非靶向技术检测分析不同温度及不同转速条件下的对数期与稳定期的Saccharomycopsis fibuligera20C-128胞内代谢物,并利用主成分分析、偏最小二乘判别分析及层次聚类分析方法对胞内差异代谢物进行了分析,同时利用KEGG数据库进行差异代谢物富集分析,研究了不同温度及摇床转速对扣囊复膜酵母代谢组所产生的影响。主要结论如下:(1)不同温度及不同转速条件下的对数期与稳定期的Saccharomycopsis fibuligera20C-128胞内代谢物共459种,其中正离子代谢物有293种,负离子代谢物有166种。(2)通过对不同温度及不同转速条件下的对数期与稳定期的Saccharomycopsis fibuligera 20C-128胞内差异代谢物进行主成分分析、偏最小二乘判别分析、层次聚类分析及条件筛选,结果表明不同温度条件下谷氨酰基甘氨酸可能始终是对数期潜在标志性差异代谢物,其含量随着温度的升高而减少;而植物鞘氨醇、雌三醇可能始终是稳定期阶段变化具有标志性的差异代谢物,雌三醇的含量随着温度的升高而增加,植物鞘氨醇的含量随着温度的升高而减少。不同转速条件下,溶血磷脂酰胆碱18:1、11-反-十八烯酸、D-果糖、油酸酰胺、三棕榈酸甘油酯,共计5种潜在标志性差异代谢物可能始终是对数期及稳定期阶段具有标志性的差异代谢物,溶血磷脂酰胆碱18:1和11-反-十八烯酸的含量随着转速的升高而增加,三棕榈酸甘油酯和D-果糖的含量随着转速的升高而减少,油酸酰胺的含量随着转速的升高呈先增加后减少的趋势。(3)通过对不同温度及不同转速条件下的对数期与稳定期的Saccharomycopsis fibuligera 20C-128胞内差异代谢物进行KEGG PATHWAY富集及拓扑学分析,结果表明在不同温度条件下,鞘脂类代谢功能通路可能是造成20℃与30℃培养条件下对数期代谢差异的主要通路;而柠檬酸循环、丙酮酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢功能通路可能是造成20℃与40℃培养条件下对数期代谢差异的主要通路。苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成功能通路可能是造成20℃与30℃培养条件下稳定期代谢差异的主要通路;而丙酮酸代谢功能通路可能是造成20℃与40℃培养条件下稳定期代谢差异的主要通路。在不同转速条件下,精氨酸和脯氨酸代谢,烟酸和烟酰胺代谢,半乳糖代谢,赖氨酸的生物合成,精氨酸的生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢功能通路可能是造成0r/min与100r/min培养条件下对数期代谢差异的主要通路;而丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,精氨酸的生物合成,烟酸和烟酰胺代谢,半乳糖代谢功能通路可能是造成0r/min与200r/min培养条件下对数期代谢差异的主要通路。烟酸和烟酰胺代谢,半乳糖代谢功能通路可能是造成0r/min与100r/min培养条件下稳定期代谢差异的主要通路;而半乳糖代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,精氨酸的生物合成,烟酸和烟酰胺代谢,泛酸和辅酶A的生物合成功能通路可能是造成0r/min与200r/min培养条件下稳定期代谢差异的主要通路。同时表明,随着温度或转速的升高,无论是处于对数期还是稳定期的Saccharomycopsis fibuligera20C-128,其新陈代谢旺盛,耗能增大,当温度或转速过高时,酵母将会产生应激反应,产生丙酮酸、脯氨酸、谷氨酸以及其他一些脂肪酸等抗逆性代谢物来保护细胞的完整性。
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