保加利亚乳杆菌在酸奶后酸化中关键基因调控网络的构建

Yogurt is made by adding specific bacteria to milk and allowing it to ferment. After the fermentation, the bacteria are growing and producing acid in the process of storage, transport and sales. As a result, the yogurt can't be stored for a long time, which influences the consume of yogurt. In the yogurt postacidification, there are lots of genes expressing and mutual regulating. The molecular mechanism is complicated and there aren't key gene regulatory networks reported yet. In this project, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and anti-postacidification strain were analysed to clone the key genes and construct the gene regulatory networks involved in postacidification by the DGE and molecular biology technology. There is an enormous demand for Chinse yogurt market, but the yogurt starter, is still controlled by western countries. The project will establish a theoretical basis for avoiding yoghurt postacidification, and will promote our own researches on yogurt starter at the same time.

酸奶是含活菌的乳制品，正常发酵结束后，在产品贮存、运输、销售过程中，菌体仍要生长繁殖，发生后酸化现象，即酸奶的pH值继续下降，酸奶后酸化现象导致的结果是酸奶无法长期贮存，酸奶贮存期短的缺陷困扰着酸奶的消费。在酸奶后酸化过程中乳酸菌有大量基因协同表达，相互调控，交织成网络，导致了后酸化过程分子机理的复杂性，而且主要调控基因相互作用关系不清楚，基本调控网络尚无报道。本项目以引起后酸化的主要发酵菌种保加利亚乳杆菌为材料，利用数字基因表达谱结合分子生物学技术，分析抗后酸化与野生型保加利亚乳杆菌酸奶贮藏期基因表达种类和丰度的差异，发现重要酸奶后酸化相关基因，构建关键基因调控网络，从而揭示酸奶后酸化的分子机制。我国拥有年销售额上百亿人民币的酸奶市场，但是酸奶发酵剂这一酸奶发酵的源头却掌握在西方国家手里，本项目的实施为解决酸奶后酸化问题奠定理论基础，将推动自主知识产权酸奶发酵剂的研发。

酸奶是含活菌的乳制品，乳酸菌产生的酸奶后酸化问题困扰着酸奶的消费。在酸奶后酸化过程中乳酸菌有大量基因协同表达，互相调控，交织成网络，导致了后酸化过程分子机理的复杂性。本项目利用不同方法筛选得到了抗后酸化保加利亚乳杆菌，在此基础上采用数字基因表达谱结合分子生物学技术，以引起酸奶后酸化的主要菌株保加利亚乳杆菌ATCC 11842为研究对象，对样品在正常、酸胁迫及酸冷同时胁迫下进行转录组测序，通过表达变化及功能分析筛选并得到了后酸化相关基因74个，利用KEGG数据库对后酸化相关基因的pathway富集分析，成功构建了后酸化相关基因表达调控网络。我们选取了一个后酸化关键基因进行功能研究，发现了它在保加利亚乳杆菌生长和发酵产酸过程中的作用，同时，我们开展了保加利亚乳杆菌食品级表达系统的研究，为后酸化关键基因的基因工程操作提供安全可靠的技术支持。本项目的实施为解决酸奶后酸化问题奠定理论基础，将推动自主知识产权酸奶发酵剂的研发。