乳杆菌AI-2/LuxS系统介导的生理代谢对环境胁迫的响应及其人工调控

作者：胡瑜; 张泓; 张惠玲; 解寒; 陆震鸣; 柴丽娟; 张晓娟^*; 史劲松; 许正宏

来源：食品与发酵工业, 2022, 48(19): 1-8.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.030639

• 乳酸菌
• 群体感应
• AI-2/LuxS
• 生物膜
• 柠檬酸胁迫

乳酸菌在自然发酵过程中受到多种环境胁迫的影响。群体感应系统能够介导细菌生物膜的形成从而提高其环境耐受性，这可能是提高乳酸菌发酵性能的潜在调控靶点。该研究比较了1株植物乳杆菌逆境驯化前后的AI-2/LuxS系统差异，进而解析外源群体感应干扰物质对菌株生理代谢的影响。结果显示，柠檬酸驯化后的植物乳杆菌D-840生物膜形成能力提高了485%(P<0.05)。2株菌均能产生群体感应信号分子AI-2,驯化后植物乳杆菌D-840在柠檬酸胁迫下单位菌体所产AI-2显著低于出发菌株(P<0.05)。在15 g/L柠檬酸质量浓度下，植物乳杆菌D和植物乳杆菌D-840中的luxS基因表达量均下调，pfs基因表达量则分别提高了71.4%和49.3%(P<0.05)。AI-2前体(S)-4,5-二羟基-2,3-戊二酮的添加对菌株生理代谢的影响并未呈现浓度依赖性。S-腺苷甲硫氨酸在添加量为1 g/L时植物乳杆菌D和植物乳杆菌D-840苯乳酸产量分别提高了12.2%和25.5%(P<0.05)。研究表明，AI-2/LuxS系统与植物乳杆菌抗逆性及代谢性能具有显著的相关性，并且通过添加AI-2前体上调AI-2/LuxS系统，可以实现其相关的代谢产物积累量的提高，研究结果为提高乳酸菌发酵性能提供了新思路。

• 单位
  江南大学; 生物工程学院; 宁夏大学