基于基因组尺度代谢网络重构对乳杆菌高密度发酵分子机制的研究

基本信息
批准号:31671871
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:刘文俊
学科分类:
依托单位:内蒙古农业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:丹彤,王越男,李常坤,宋宇琴,任艳,刘红新,张俊桃
关键词:
高密度培养乳杆菌代谢网络重构基因组学
结项摘要

High cell density fermentation is the premise and key technology bottlenecks for the industrial application of Lactobacillus as the probiotic and starter culture. Lactobacillus plantarum, Lactobacillus helveticus, and Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus with important application value will be used as the research object in this project. Genome-sequencing, function annotation, and methylation identification of Lactobacillus with different high cell density fermentation characteristics will be completed by the application of the genomics re-sequencing and the SMRT three generation sequencing technology. The genetic basis study of different nutrient metabolism and high density fermentation of Lactobacillus will be carried out from sequences analyzing on the regulator, promoter, and the region of non base change. The lactobacillus genome scale metabolic network reconstruction will be performed by the genomic data analysis combined with high cell density fermentation phenotype data. In order to clarify the molecular mechanism of nutrition metabolism and high cell density fermentation, the Lactobacillus genomics scale metabolic network model will be established. The key regulatory gene targets in nutrient metabolism pathways of Lactobacillus will be identified. The study will be provided the theoretical support for high cell density fermentation and the genetic theoretical basis for improve Lactobacillus biomass through genetic engineering and metabolic flow regulation technology.

高密度发酵是乳杆菌作为益生菌和发酵剂工业化应用的前提和关键技术瓶颈。本项目拟以内蒙古农业大学乳酸菌菌种资源库中保藏的具有重要应用价值的植物乳杆菌、瑞士乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种为研究对象,应用基因组重测序技术和SMRT三代测序技术完成高密度发酵差异乳杆菌全基因组测定、功能基因注释和甲基化修饰的研究。从调控子、上游启动子区以及非碱基变化角度分析菌株营养代谢和菌体增殖能力差异产生的遗传基础,结合乳杆菌高密度增殖培养表型数据,进行乳杆菌高密度发酵基因组尺度代谢网络重构,建立具有不同高密度发酵表型特征乳杆菌基因组尺度代谢网络模型;阐明乳杆菌种内营养代谢和高密度发酵的分子机制,鉴定乳杆菌营养代谢途径中的关键调控靶点,为乳杆菌高密度增殖培养提供理论支撑,为通过基因工程和代谢流调控技术提高乳杆菌生物量提供理论依据和遗传学基础。

项目摘要

项目针对对不同乳杆菌(保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌)菌株进行高密度发酵培养,并对其发酵培养基进行优化,期望在短时间内就可以获得高活力菌株。完成了25株保加利亚乳杆菌的发酵试验;完成了188株保加利亚乳杆菌的基因组重测序和GWAS分析;完成了9株保加利亚乳杆菌的甲基化分析;完成了1株鼠李糖乳杆菌和一株乳双歧杆菌的比较基因组测序分析。为了更好的对菌株进行工业化生产和应用,计划完成不同高密度发酵特性乳杆菌的全基因组测序,从中获得种内核心基因组和泛基因组,进行种内乳杆菌基因组尺度代谢网络重,建立乳杆菌高密度发酵基因组尺度代谢网络模型,为乳杆菌高密度增殖培养提供理论支撑,为通过基因工程和代谢调控技术提高乳杆菌生物量提供理论依据和调控靶点。本项目实施期间发表论文10篇,其中SCI论文8篇;授权发明专利3项;毕业博士研究生3名,硕士研究生2名,培养青年教师1人。圆满完成了任务书约定的研究内容和考核指标。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

跨社交网络用户对齐技术综述

跨社交网络用户对齐技术综述

DOI:10.12198/j.issn.1673 − 159X.3895
发表时间:2021
2

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
3

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

DOI:
发表时间:2015
4

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019
5

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.05.013
发表时间:2022

相似国自然基金

1

发酵蔬菜潜在腐败启动因子——植物乳杆菌的乳酸代谢转变规律和分子机制研究

批准号:31701579
批准年份:2017
负责人:饶瑜
学科分类:C2003
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基因组尺度代谢网络自动重构及模块化的研究

批准号:21106095
批准年份:2011
负责人:郝彤
学科分类:B0812
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于全基因组测序和基因组尺度代谢网络分析的钝齿棒杆菌产精氨酸分子育种研究

批准号:31360219
批准年份:2013
负责人:陈雪岚
学科分类:C0504
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
4

基于生物多样性及互作机制的瑞士乳杆菌发酵乳风味调控机制研究

批准号:31871829
批准年份:2018
负责人:刘小鸣
学科分类:C2006
资助金额:60.00
项目类别:面上项目