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西北农林科技大学葡萄酒学院刘树文教授团队发表研究论文

2021-11-01 10:05:29 来源:中国葡萄酒产业技术研究院
摘要

近期,西北农林科技大学葡萄酒学院刘树文教授团队在食品领域TOP期刊《Food Microbiology》上发表题为“Integrative multiomics analysis of the acid stress response of Oenococcus oeni mutants at different growth stages” 的研究论文。博士研究生陈其玲和杨向科为该论文的共同第一作者,刘树文教授和团队青年教师石侃为该论文共同通讯作者。

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中国葡萄酒产业技术研究院
钟汉龙

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近期,西北农林科技大学葡萄酒学院刘树文教授团队在食品领域TOP期刊《Food Microbiology》上发表题为“Integrative multiomics analysis of the acid stress response of Oenococcus oeni mutants at different growth stages” 的研究论文。博士研究生陈其玲和杨向科为该论文的共同第一作者,刘树文教授和团队青年教师石侃为该论文共同通讯作者。

西北农林科技大学葡萄酒学院刘树文教授团队发表研究论文

图片来源于:中国葡萄酒产业技术研究院

酒酒球菌主导的苹果酸-乳酸发酵是优质葡萄酒酿造的关键工艺过程,然而葡萄酒高酸度环境非常不利于酒酒球菌的生长代谢,严重影响其参与的苹果酸-乳酸发酵。另外,我国使用的葡萄酒酒酒球菌发酵剂严重依赖进口,对本土发酵剂的开发几乎是空白,导致我国葡萄酒风格不突出,同质化问题严重。因此,缺乏具有自主知识产权的本土优良耐酸菌株及高酸度条件下相应的发酵调控策略一直是葡萄酒产业亟待解决的关键问题之一,制约着我国葡萄酒品质及市场竞争力的提升。解决这一关键问题的前提是要对酒酒球菌响应酸胁迫的分子机制有全面深入的了解。

团队前期采用离子注入诱变结合定向进化方式的获得了多株酸耐受表型存在显著差异的酒酒球菌突变株,结合多株耐酸突变株和酸敏突变株的比较基因组学、高酸条件下发酵过程中的转录组学及代谢组学数据,通过多组学联合分析挖掘酒酒球菌响应酸胁迫关键基因和关键代谢途径,构建其响应酸胁迫代谢网络模型,揭示酒酒球菌响应酸胁迫调控机制。突变株比较基因组学分析共获得的459个含有非同义突变SNP位点的基因;转录组学分析显示共550个基因存在显著表达量差异,其中210个DEGs是含有非同义突变SNP的差异基因,富集分析显示菌株不同生长时期的DEGs集中的代谢通路存在差异;代谢组分析显示共有446个代谢物存在显著差异,菌株不同生长时期的差异代谢物富集的代谢通路也存在差异;比较上述组学富集通路的交集通路发现,一半差异代谢通路主要集中在氨基酸代谢和碳水化合物代谢途径,其余差异代谢通路分布在核苷酸代谢、跨膜运输、能量代谢、脂代谢、辅因子和维生素代谢等途径;酸耐突变株与酸敏突变株在高酸下的调控机制存在显著差异,同一菌株在不同生长时期的酸调控机制也存在显著差异。

研究成果为本土优良耐酸酒酒球菌菌种的定向选育及高酸条件下发酵调控奠定理论基础,也可为其他乳酸菌酸胁迫应答的分子机制研究提供参考,助推贺兰山东麓葡萄酒产业健康永续发展。

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