Advanced Progress on Adaptive Stress Response of Oenococcus oeni

Oenoccoccus oeni is an alcohol-tolerant, acidophilic lactic acid bacterium with its ability to perform malolactic fermentation in wine, which is of fundamental importance in oenology. As a representative of the wine bacterium with remarkable adaptability to the very harsh physicochemical conditions of wine, many studies were carried out for its applied interest and focused mainly on its stress response mechanisms of O. oeni. on both physiological and molecular levels. In this review, three main stress response mechanisms in O. oeni during culturing process were addressed. Of them, various solute transporters and secondary metabolic energy-generating systems were utilized to control the intracellular environment and the energetic status of O. oeni. The changes in cell membrane fatty acid composition profiles and synthesis of stress proteins, especially small heat shock proteins were required for active cell response to maintain membrane integrity and function under stress conditions. The study on stress response of O. oeni played an important role on culture bacteria selection, making inoculation culture and construction of other engineering bacteria.     

酒酒球菌膜脂肪酸成分分析的样品处理方法比较

为筛选较适合的酒酒球菌膜脂肪酸提取和皂化方法,采用5种不同脂肪酸分析样品前处理方法,结合气相色谱质谱联用仪(GC/MS),分析酒酒球菌SD-2a膜脂肪酸成分,比较不同处理方法的效果。结果表明,先提取脂肪酸再采用NaOCH3甲酯化脂肪酸的方法能够较为准确和完整地检出酒酒球菌SD-2a的12种膜脂肪酸,相对标准误差(RSD)≤5%,特别对于环丙烷脂肪酸的检测效果较好,RSD=2%;独立的脂肪酸提取步骤对细菌膜脂肪酸分析是必要的,包含脂肪酸提取的样品处理方法比不包含脂肪酸提取的方法多检出3种脂肪酸,RSD均≤5%。     

mleA基因在酿酒酵母中的整合型表达

 【目的】进行中国自行筛选的专利菌种酒酒球菌 SD-2a（Oenococcus oeni SD-2a）的苹果酸－乳酸酶基因在酿酒酵母中的整合型表达,使葡萄酒生产过程中的酒精发酵和苹果酸－乳酸发酵（malolactic fermentation,MLF）同时进行。【方法】克隆Oenococcus oeni SD-2a的苹果酸－乳酸酶基因mleA,以PGK1强启动子和ADH1终止子为调控元件,以酵母整合型质粒YIp5为载体,构建重组表达质粒pYILmleA,并转化酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）YS59,经筛选鉴定获得酵母转化子YS59/pYILmleA。进行转化子的营养缺陷型和交配型鉴定、菌落PCR鉴定、SDS-PAGE检测及斑点杂交检测,并对酵母转化子培养上清液进行L-苹果酸及L-乳酸含量的HPLC分析,检测目的基因的功能性表达。【结果】转化子的营养缺陷型和交配型鉴定、菌落PCR鉴定表明获得了阳性转化子;SDS-PAGE检测表明获得的转化子表达了目标蛋白,斑点杂交检测表明目的基因整合到受体菌中。模拟发酵表明mleA基因整合到受体菌中后进行了功能性表达,将培养基中的L-苹果酸转化成L-乳酸,使得培养液中的L-苹果酸含量极显著降低。转化子YS59/pYILmleA在添加5 648 mg?L-1 L-苹果酸和10%葡萄糖的SD/-Ura培养基中培养4 d,培养液上清中L-苹果酸的剩余含量与空载体转化子YS59/YIp5（对照）差异极显著,苹果酸的相对降低率为20.18%～20.85%。供试的转化子L-乳酸生成量为1 278～1 312 mg?L-1,对照未检出乳酸的生成。【结论】中国自主筛选的专利菌种O.oeni SD-2a的mleA基因的整合型表达质粒构建成功并在酿酒酵母中进行了功能性表达。     

热胁迫对大肠杆菌细胞膜和膜蛋白的影响

【目的】以大肠杆菌ATCC43889为试材,研究热胁迫处理对其细胞膜和膜蛋白的影响,为高温杀菌技术在食品工业中的应用奠定理论基础。【方法】研究ATCC43889分别经50℃、60℃和70℃热胁迫处理15 min并转接10次培养后,获得的3种抗热性ATCC43889菌株的细胞膜和膜蛋白变化。采用扫描电子显微镜分别观察原始对照菌株和3种抗热性菌株个体形态的变化;采用96孔微量酶标板法测定各菌株生物被膜生成能力的强弱;用气相色谱法测定各菌株细胞膜脂肪酸组成的变化及其差异;用差示扫描量热法测定各菌株细胞膜磷脂相变温度的变化;通过聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）法检测各菌株外膜蛋白表达的变化。【结果】大肠杆菌ATCC43889分别经50℃、60℃和70℃各10次热胁迫处理并转接10次培养后,其个体形态变化明显,经50℃热胁迫后,部分菌株由球状体变为长杆状;经60℃热胁迫后的菌株个体形态较50℃热胁迫处理的菌株细长;经70℃热胁迫处理后大部分菌株变成了更细长的杆状,大量的菌株聚集在一起,菌体表面呈凸凹不平的无规则形态。随着热胁迫温度的提高,ATCC43889抗热性菌株的生物被膜生成活力增大,其生物被膜生成能力增强,3种抗热性菌株的生物被膜生成能力与对照组相比差异显著（P<0.05）,60℃和70℃下获得的2种抗热性菌株的生物被膜生成能力差异不显著（P>0.05）。与对照的原始菌株相比,经过50℃、60℃和70℃各10次热胁迫处理并转接10次培养的菌株,缺失了3种脂肪酸,分别为C18:1n9c、C18:3n3和C21:0,随着热胁迫温度的提高,热胁迫菌株细胞膜中C13:0、C16:0和C17:0等饱和脂肪酸（SFA）及其总含量升高,而C14:1、C16:1、C17:1、C18:1n9t和C18:2n6t等不饱和脂肪酸（USFA）及其总含量降低,总SFA/总USFA比值增大,SFA/USFA比值越大,菌体细胞膜流动性越弱。随着热胁迫温度的提高,ATCC43889抗热性菌株细胞膜磷脂的熔点（T_m）升高,表明细胞膜磷脂的相变温度升高,细胞膜流动性降低,热胁迫温度越高,细胞膜流动性越低;随着热胁迫温度的提高,分子质量在63 kD和75 kD附近的条带颜色逐渐变深,分别经60℃和70℃各10次热胁迫并转接10次培养获得的2种抗热性菌株,其细胞外膜蛋白分子质量在48—75 kD均增加了特异条带;胁迫温度越高,一些外膜蛋白表达量及其种类增加,ATCC43889的耐热性越强。【结论】随着热胁迫温度的升高,ATCC43889个体形态变长,生物被膜生成能力增强,饱和脂肪酸含量升高,不饱和脂肪酸含量下降,细胞膜磷脂的相变温度升高,细胞膜流动性降低,一些外膜蛋白表达量提高、表达种类增加,菌株耐热性增强,这些变化有利于其适应不利的热胁迫环境,提高生存能力。     

盐胁迫对水稻幼苗类囊体膜脂肪酸组分的影响

[目的]探讨盐胁迫下水稻幼苗类囊体膜脂肪酸组分变化。[方法]6叶1心的水稻幼苗在不同浓度NaCl胁迫不同时间后用于提取类囊体膜脂肪酸,并用1890气相色谱仪分析脂肪酸组分。[结果]随着NaCl胁迫浓度增加和时间的延长,2个供试材料Pokkali和Peta水稻类囊体膜14∶0,18∶0,16∶1(3t),18∶1脂肪酸组分含量在前4 d变化不大,之后略为上升;Pokkali和Peta的16∶0、饱和脂肪酸含量(LS-FA)前4 d变化也不大,之后Pokkali的明显上升,而Peta的呈下降趋势;Pokkali和Peta的18∶3组分和不饱和脂肪酸指数(IUFA)一直下降,100 mmol/L较200 mmol/L NaCl处理下降幅度小,且在相同的条件下,Pokkali较Peta的下降幅度小;而Pokkali和Peta的饱和度水平上升,且Peta上升幅度较Pokkali小。[结论]在不饱和脂肪酸指数方面,Pokkali较Peta耐盐。     

盐胁迫对水稻幼苗类囊体膜脂肪酸组分的影响(英文)

[Objective] The aim of the study is to understand the changes of fatty acid composition of rice thylakoid membrane under salt stress.[Method] Under salt stress of different concentrations of NaCl,rice seedlings of Pokkali and Peta with six leaves and one central leaf were used as experimental materials to extract the fatty acid from their thylakoid membranes,and gas chromatograph(1890)was used to analyze fatty acid composition.[Result] Fatty acid component 14∶0,18∶0,16∶1(3t),18∶1 in both the two experimental materials showed little variations in the first four days of salt stress,whereafter they increased slightly;while the fatty acid component 16∶0 and level of saturation of fatty acid(LSFA)showed the similar variation trend in the first four days of treatment compared to those of the fatty acid components mentioned above,whereafter they rose in Pokkali and presented an opposite variation trend in Peta;fatty acid component 18∶3 and level of unsaturation of fatty acid(LUFA)reduced all the time under stress condition,and the reducing amplitude in 100 mmol/L NaCl treatment group was smaller than that of 100 mmol/L NaCl treatment group,and in Pokkali was smaller than that in Peta under specific conditions.Meanwhile,level of saturation of fatty acid in both experimental materials increased,and the rising amplitude in Peta was smaller than that of Pokkali.[Conclusion] With regard to LUFA,Pokkali is endowed with more salt tolerance than Peta.     

硒和脂肪酸对绵羊血浆和红细胞膜脂肪酸组成及抗氧化影响

【目的】研究日粮中不同硒（Se）水平和不同来源多不饱和脂肪酸（PUFA）对绵羊血浆和红细胞膜脂肪酸组成及抗氧化的影响。【方法】选用3月龄三元杂交肉用羯羊（无角陶赛特×小尾寒羊×夏洛莱,平均体重为26.3±1.2 kg）32只作为试验羊,采用2×2因子（两个Se水平和两个PUFA来源）设计,随机分为4组,分别饲喂基础日粮＋5%亚麻油（LO）、LO＋2 mg•kg-1硒（LOSe）、基础日粮＋5％葵花油（SO）和SO＋2 mg•kg-1硒（SOSe）。硒以亚硒酸钠的形式添加。试验结束后颈静脉采血,分离血浆及红细胞膜,测定脂肪酸组成及抗氧化特征。【结果】日粮加硒提高了绵羊血浆和红细胞膜的抗氧化能力、血浆trans-11-C18:1浓度和红细胞膜trans-10,cis-12-C18:2浓度,增加了饲喂葵花油日粮绵羊血浆中C20:4n-6和红细胞膜中C20:5n-3浓度,对饲喂亚麻油日粮绵羊无影响;饲喂亚麻油日粮绵羊比饲喂葵花油日粮绵羊血浆和红细胞膜中PUFA更易发生脂质过氧化反应。【结论】绵羊饲喂富含PUFA日粮,同时添加硒可提高血浆和红细胞膜的抗氧化能力,促进PUFA的沉积;添加硒更有利于饲喂葵花油日粮绵羊血浆和红细胞膜中的PUFA沉积。     

沙棘果酒苹果酸-乳酸发酵影响因素研究

以沙棘果为原料,利用酒酒球菌降酸生产全汁沙棘果酒,通过单因素正交试验确定酒精发酵的最佳条件为:pH值3.4,发酵温度25℃,接菌量8%,接种时间为酒精发酵后(顺序发酵),SO2浓度30 mg.L-1,发酵时间为8 d。苹果酸-乳酸发酵(MLF)结束后,沙棘果酒的总酸由原来的15.20 g.L-1降为9.83 g.L-1,苹果酸降解量5 422.07 mg.L-1、挥发酸增加量261 mg.L-1。在此工艺条件下酿制的沙棘果酒不仅使苹果酸大部分转化为乳酸,并且沙棘果酒的酸涩味减弱,口感得到很大的改善。     

Integrated Expression of the Oenococcus oeni mleA Gene in Saccharomyces cerevisiae

Malolactic enzyme is the function enzyme which catalyses the reaction for L-malate converting to L-lactic during malolactic fermentation （MLF）. In this paper, researches concerning the malolactic enzyme gene mleA cloned from a patent strain Oenococcus oeni SD-2a screened in Chinese wine and integrated expressing in Saccharomyces cerevisiae were performed in order to carry out both alcoholic fermentation （AF） and malolactic fermentation （MLF） during winemaking, with a view to achieving a better control of MLF in enology. To construct the expression plasmid named pYILmleA, cloned mleA gene, PGK1 promoter, and ADH1 terminator were ligated and inserted into integrating vector YIp5. Yeast transformants were screened on SD/-Ura and identified by auxotrophic test, mating type test, and colony PCR. Target protein was detected by SDS-PAGE and the targeted gene integrated to the chromosome was detected by dot bloting hybridization. After the transformant was cultured in SD/-Ura adding glucose （10%） and L-malate （5 648 mg L-1） for 4 d, the culture supernatant was collected and L-malate and L-lactic acid contents were detected by HPLC. 1 278-1 312 mg L-1 L-lactic acids were detected, while the comparative drop rates of L-malate were 20.18-20.85%. L-malate and L-lactic contents of the transformants showed extra significant difference and significant difference with the control ones by t-test respectively. The result indicated that the functional expression was achieved in recombinants S. cerevisiae.     

乳酸菌冷冻干燥技术研究进展

冷冻干燥是生产商品化乳酸菌发酵剂的一项关键技术。文章综述了影响乳酸菌冻干效果的因素,冻干对乳酸菌细胞膜造成的损伤和乳酸菌冻干保护措施。     

用膜透性、SOD酶活性和膜脂肪酸成分探讨林木抗寒性

通过对邓恩桉不同优良个体膜透性、SOD酶活性与膜脂肪酸组成成分的分析,研究林木的抗寒性。结果表明：不饱和脂肪酸指数（IUFA）是个体抗寒性指标,不同优良个体IUFA的变化为187．02～231．68。不同低温胁迫处理下,个体SOD酶活性的变化在拐点前,随着胁迫加剧而上升,拐点后急剧下降。膜透性表现为电导率变化,在拐点前随着胁迫加剧而迅速加大,出现拐点后缓慢上升,个体抗寒性越差,出现拐点越早。应用上述3种方法探讨林木抗寒性发现,林木在低温胁迫过程中,SOD酶活性与电导率变化有基本一致的拐点值,SOD酶活性变化的拐点最低温度可确定为个体低温临界点。     

水杨酸对水分胁迫下玉米根系膜脂过氧化的影响

本实验研究了水杨酸(salicylic acid,SA)处理对在7%聚乙二醇(PEG6000)水分胁迫下的玉米根系膜脂过氧化的影响.虽然玉米根系的过氧化氢酶(catalase,CAT)活性对SA很不敏感,但SA处理后根中仍有H2O2的积累.水分胁迫后,SA处理的玉米根系CAT活性显著高于相同胁迫时间的对照.H2O2含量高于相同胁迫时间的对照,但低于未经SA处理、未水分胁迫时的对照.MDA含量低于相同胁迫时间的对照.实验表明SA处理能减轻水分胁迫下玉米根系受到的伤害.     

钙对苹果果实质膜脂肪酸组成及过氧化作用的影响

采用对比试验,研究了幼果喷钙对苹果果实质膜脂肪酸组成及过氧化作用的影响.结果表明:喷钙能显著增加棕榈酸百分比和降低亚油酸百分比,显著降低果实质膜透性、增加SOD活性和减少MDA含量,从而降低贮藏期间果实脂肪酸不饱和度和质膜透性及膜脂过氧化作用,延缓果实后熟衰老.配施NAA可增强喷钙效果.     

模拟酸雨对大麦幼苗部分生理特性的影响

采用室内培养法,研究了不同pH值的模拟酸雨胁迫对大麦幼苗叶片细胞膜透性、丙二醛含量、抗氧化酶活性及叶绿素含量的影响。结果表明,在模拟酸雨胁迫下,大麦幼苗叶片细胞膜透性(CMP)和丙二醛(MDA)含量随酸雨强度的增加而上升,且二者呈显著正相关;过氧化氢酶(CAT)活性表现为先升后降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性持续上升;叶绿素(Chl)含量明显下降。试验表明,酸雨诱导了活性氧自由基产生,使抗氧化酶系统失调,造成活性氧产生和清除之间的不平衡,从而加速膜脂过氧化作用、破坏膜透性、降解叶绿素,最终导致光合作用下降。     

油松针叶细胞膜脂肪酸组成的季节性变化研究

[目的]探究油松针叶细胞膜脂肪酸组成随季节变化的规律,进一步研究油松针叶耐严寒酷暑生理特性的机制。[方法]以1年生油松针叶为试材,分别在春、夏、秋、冬季节采样,并结合温度胁迫处理,定量分析针叶细胞膜脂肪酸的组成,测定油松针叶细胞膜透性。[结果]①油松针叶细胞膜脂肪酸的种类有：硬脂酸（18∶0）、棕榈酸（16∶0）、十四烷酸（14∶0）、油酸（18∶1）、亚油酸（18∶2）、亚麻酸（18∶3）,其中,棕榈酸占饱和脂肪酸的71.00%,亚麻酸占不饱和脂肪酸的75.40%;②油松针叶细胞膜脂肪酸中不饱和脂肪酸含量在冬季最高,为61.19%,春季开始减少,夏季最低,仅51.78%;③与对照相比,-18℃处理条件下,膜透性上升了27.60%,细胞膜脂肪酸不饱和指数（IUFA）上升了26.35;30℃处理条件下,膜透性上升了20.8%,IUFA下降了8.39。[结论]油松针叶细胞膜IUFA与温度有明显的线性负相关性,R2=0.9889。     

酸雨胁迫对番茄叶片细胞膜透性的影响

采用番茄品种‘倍盈’为材料,运用人工模拟酸雨研究不同强度酸雨(pH3.0、pH3.5、pH5.6)胁迫对‘倍盈’叶片细胞质膜透性的影响。结果表明:酸雨处理使番茄叶片超氧化物歧化酶(SOD)的活性、丙二醛(MDA)的含量及细胞质膜透性显著上升,可溶性蛋白的含量显著下降。胁迫停止后SOD的活性逐渐下降,停止胁迫后20d,pH3.0与pH3.5处理均显著低于pH5.6(CK);可溶性蛋白的含量pH3.0与pH3.5多呈现波动性的上升,至停止胁迫后15d,pH3.0、pH3.5与pH5.6处理之间无显著差异。丙二醛的含量则呈现波动式上升,停止胁迫后20d,pH3.5与pH5.6差异不显著,而pH3.0显著高于pH5.6;细胞质膜透性pH3.5表现先上升后下降的现象,pH3.0表现下降趋势的现象,但至停止胁迫后20d,pH3.0、pH3.5与pH5.6之间无显著差异;pH值3.0和pH值3.5的叶片伤害率均随时间的延长而呈现下降的趋势,至停止胁迫后10d以后基本处于一个较稳定的水平;从番茄植株的外部形态来看,pH3.0酸雨处理在胁迫停止后20d,仍呈现叶片黄化、枯萎状态,说明pH3.0酸雨胁迫产生不可逆的伤害;而pH3.5酸雨胁迫处理下‘倍盈’表现出较好的自我修复能力。     

枇杷酒植物乳杆菌R23苹果酸乳酸发酵动力学研究

为获取枇杷酒植物乳杆菌R23苹果酸乳酸发酵(MLF)降酸与挥发酸数学模型,采用4因子二次正交旋转组合设计,研究植物乳杆菌R23的接种量(X1)、枇杷酒的酒精度(X2)、枇杷酒的总SO2浓度(X3)、发酵温度(X4)及其交互作用对枇杷酒的植物乳杆菌R23 MLF降酸效果的影响,并建立数学模型。结果表明,影响枇杷酒MLF降酸的主次因素为X1X3X4X2,影响枇杷酒MLF过程中挥发酸增加的主次因素为X1X4,X2和X3对其影响不显著;两模型的验证试验值与模型计算值无显著差异(P0.05)。     

水分胁迫下水杨酸对油松幼苗叶片膜脂过氧化作用的影响

采用盆栽PEG处理的方法研究了水分胁迫条件下水杨酸对油松幼苗膜脂过氧化作用的影响.结果表明,水分胁迫导致油松幼苗SOD和CAT活性降低,O-2积累,由此引起膜脂过氧化,MDA含量增高,质膜相对透性增大.在水分胁迫期间外加水杨酸(SA)处理可提高SOD和CAT活性,降低O-和MDA含量.这表明在水分胁迫条件下SA能够降低膜脂过氧化作用,对膜脂具有保护作用.     

长臀鮠肌肉脂肪酸组成分析

为了解长臀鮠的营养价值,对其肌肉脂肪酸的组成成分进行了分析.结果表明:长臀鮠肌肉中含有11种脂肪酸,其中,饱和脂肪酸4种,不饱和脂肪酸7种.饱和脂肪酸的质量分数占脂肪酸总质量分数的33.96%,不饱和脂肪酸的质量分数占脂肪酸总质量分数的66.03%,其中,单不饱和脂肪酸的质量分数占脂肪酸总质量分数的50.49%,多不饱和脂肪酸的质量分数占脂肪酸总质量分数的15.54%.长臀鮠肌肉脂肪酸主要由C18:1、C16:0和C18:2n-6脂肪酸组成,这3种脂肪酸质量分数总和占脂肪酸总质量分数的80.44%,C18和C16脂肪酸含量最高.长臀鮠肌肉脂肪酸种类组成与其他几种鱼类有明显差异.     

转正义基因番茄类囊体膜脂不饱和度对抗旱性的影响

为探讨番茄类囊体膜脂脂肪酸的组成与其抗旱性的关系,以野生型(WT)和转正义LeFAD7基因株系T(+)-12为试材,测定了番茄叶片类囊体膜脂脂肪酸组成,干旱胁迫后的光合参数、叶绿素荧光参数、活性氧清除酶活性和脯氨酸含量的变化。结果表明,转正义基因番茄植株类囊体膜脂中亚麻酸(18∶3)含量升高,亚油酸(18∶2)含量下降,导致膜脂脂肪酸不饱和度升高。与WT相比,干旱胁迫下转正义基因番茄植株的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光合速率(Pn)下降程度较小,并能维持较高的抗氧化酶活性和脯氨酸含量。类囊体膜脂不饱和度的增加提高了番茄的耐旱性。