【摘 要】
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副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）HD1.7分离自乳酸酸菜并能分泌细菌素Paracin1.7。该细菌素在抑制病原微生物和食物腐败菌等具有良好效果。前期研究发现,当将L.paracasei HD1.7与枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）通过共培养技术进行共培养后,B.subtilis能促进L.paracasei HD1.7细菌素Paracin1.7的分泌,
【基金项目】
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国家自然科学基金（31470537）《副干酪乳杆菌与枯草芽胞杆菌等菌群种间关系以及协同合作策略的研究》
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副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）HD1.7分离自乳酸酸菜并能分泌细菌素Paracin1.7。该细菌素在抑制病原微生物和食物腐败菌等具有良好效果。前期研究发现,当将L.paracasei HD1.7与枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）通过共培养技术进行共培养后,B.subtilis能促进L.paracasei HD1.7细菌素Paracin1.7的分泌,但并未对其作用机制进行深入挖掘。鉴于此背景,本研究拟对B.subtilis中能够促进L.paracasei HD1.7细菌素Paracin1.7分泌的刺激因子进行分离纯化,探讨B.subtilis与L.paracasei HD1.7在共培养过程中,刺激因子对L.paracasei HD1.7群体效应相关基因表达的影响,确定枯草芽胞杆菌属微生物与L.paracasei HD1.7的种间关系。在共培养过程中,将L.paracasei HD1.7与B.subtilis无细胞发酵液、B.subtilis菌体沉淀及致死的B.subtilis共培养,结果表明,与B.subtilis无细胞发酵液及B.subtilis菌体共培养时,较对照菌株L.paracasei HD1.7细菌素Paracin1.7分泌量增加,抑菌效果分别达到113.78%、129.53%;细菌素生成相关基因prc K基因上调表达,分别是对照菌株的1.32、1.58倍;细菌素生成相关基因prc R基因上调表达,分别是对照菌株的1.41、1.73倍;群体效应相关基因Lux S基因上调表达,分别是对照菌株的3.31、7.23倍。由此分析推测B.subtilis分泌了刺激因子,使得L.paracasei HD1.7基因转录表达出现变化。研究B.subtitls对L.paracasei HD1.7转录组的影响发现,显著上调的基因有51个,显著下调的基因有76个;富集最显著的代谢通路为组氨酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸降解、果糖和甘露糖代谢、嘧啶代谢及磷酸转移酶系统。为初步确定芽胞菌属部分菌种与L.paracasei HD1.7在共培养过程中是否也具有刺激生态关系,将巨大芽胞杆菌（B.megaterium）、短小芽胞杆菌（B.pumilus）、地衣芽胞杆菌（B.licheniformi）及侧胞芽胞杆菌（B.laterosporus）发酵液无细胞上清液分别与L.paracasei HD1.7进行共培养,抑菌试验结果发现共培养后发酵液抑菌能力比对照菌株增强,分别为108.12%、112.74%、107.89%和105.73%;L.paracasei HD1.7群体效应相关基因Lux S基因上调表达,分别为对照菌株的1.23、3.24、2.51及2.03倍。结果表明,芽胞菌属四个菌株均能刺激L.paracasei HD1.7细菌素分泌量增多、群体效应相关基因Lux S基因上调表达,但效果较B.subtilis差。为进一步明确B.subtilis刺激因子的特性,利用三步纯化法对该刺激因子进行了分离纯化,通过60%硫酸铵沉淀、CM Sepharose Fast Flow中度纯化、Superdex 75精度纯化后,利用层析分离物与L.paracasei HD1.7共培养发现,L.paracasei HD1.7抑菌活性为118.68%,群体效应相关基因Lux S基因上调表达,为对照菌株的1.85倍。经SDS-PAGE检测得到电泳纯样品,其表观分子量约为30 k Da,经质谱分析发现该刺激因子可能为一种新型肽类。本研究分离纯化了B.subtilis刺激因子,该刺激因子能促进L.paracasei HD1.7细菌素生成基因prc K、prc R基因及群体效应相关基因Lux S基因上调表达,经分析可能是一种新型肽类。本研究为细菌素生成机制及群体效应机制研究提供了理论依据,为菌群关系的研究奠定了一定基础。
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