【摘 要】
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巴氏醋杆菌CGMCC 15730（Acetobacter pasteurianus CGMCC 15730）分离自山西老陈醋醋醅中,具有较强的产酸能力和耐受高浓度醋酸的能力。本文基于Nanopore测序技术平台对巴氏醋杆菌CGMCC 15730的基因组进行了测序,丰富了巴氏醋杆菌的基因组学研究。同时,采用微生物培养的方法研究了巴氏醋杆菌CGMCC 15730与其他优良醋酸菌、乳酸菌和芽孢菌的相互作
【基金项目】
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“山西省应用基础研究计划”,项目名称“山西老陈醋特征风味和重要功效成分的代谢组学表征及微生物的影响机制”（201701D221189）； “山西省重点研发计划（农业领域）一般项目”,项目名称“山西老陈醋一体机酿造机理及关键技术研究”（201903D221037）； “省级专项项目（农谷）”,项目名称“基于生物发酵技术的食醋功能产品
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巴氏醋杆菌CGMCC 15730（Acetobacter pasteurianus CGMCC 15730）分离自山西老陈醋醋醅中,具有较强的产酸能力和耐受高浓度醋酸的能力。本文基于Nanopore测序技术平台对巴氏醋杆菌CGMCC 15730的基因组进行了测序,丰富了巴氏醋杆菌的基因组学研究。同时,采用微生物培养的方法研究了巴氏醋杆菌CGMCC 15730与其他优良醋酸菌、乳酸菌和芽孢菌的相互作用,为实现山西老陈醋醋酸发酵过程优化提供理论基础。结果如下:（1）通过Nanopore测序技术平台对巴氏醋杆菌CGMCC 15730进行全基因测序,结合生物信息学分析对测序数据进行基因组组装、基因预测及功能注释。全基因测序结果表明,巴氏醋杆菌CGMCC 15730基因组由一个环状染色体和两个质粒组成,大小分别为2,760,994bp、201,873bp和246,670bp,G+C含量分别为52.88%、51.75%、53.69%。在染色体上,基因的平均长度为973bp,共预测到2,549个CDS。此外,染色体还包含15个核糖体RNA（r RNA）、56个转运RNA（t RNA）、1条成簇的、规律间隔的短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat Sequences,CRISPR序列）、3个假基因和2个前噬菌体。在质粒1上,基因的平均长度为637bp,含有255个CDS和6个假基因。在质粒2上,基因的平均长度为625bp,有317个CDS和10个假基因。基于基因本体论数据库（Gene Ontology,GO）对蛋白编码基因进行GO注释,结果显示巴氏醋杆菌CGMCC15730的蛋白编码基因有45.44%在其参与的生物学途径（biological process）中发挥重要作用。基于直系同源蛋白簇（Clusters of Orthologous Groups,COG）数据库对蛋白编码基因进行COG注释,结果显示巴氏醋杆菌CGMCC15730的蛋白编码基因主要集中在基因的复制、重组和修复（Replication,recomination and repair）、氨基酸转运与代谢（Amino acid transport and metabolism）、能量的产生和转换（Energy production and conversion）等方面。对蛋白编码基因进行KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）注释,结果表明巴氏醋杆菌CGMCC15730的蛋白编码基因主要在氨基酸代谢（Biosynthesis of amino acids）、碳代谢（Carbon metabolism）和ABC转运（ABC transporters）等途径中发挥重要作用。基于全基因测序结果的共线性分析显示,巴氏醋杆菌CGMCC15730与A.pasteurianus 386B、A.pasteurianus Ab3和8株A.pasteurianus IFO全基因组序列高度相似,亲缘关系最近。（2）对纯培养与共培养体系中巴氏醋杆菌CGMCC 15730、巴氏醋杆菌A33、恶臭醋杆菌A8-7、汉氏醋杆菌J2-5的相互作用关系进行比较研究。结果发现,巴氏醋杆菌CGMCC 15730和巴氏醋杆菌A33共培养促进了巴氏醋杆菌A33的生长,提高了还原糖的利用率、总酸和乙偶姻的含量,还提高了有机酸、挥发性香气成分等风味物质的含量。在不同温度条件下,对巴氏醋杆菌CGMCC 15730与植物乳杆菌L7、植物乳杆菌L19、乳酸乳杆菌L729和戊糖片球菌L2422的相互作用进行研究。结果显示,在30℃条件下巴氏醋杆菌CGMCC 15730与植物乳杆菌L7共培养时,总酸含量相较于纯培养分别提高了74.49%,且明显高于37℃条件下的总酸含量,乳酸、乙酸等有机酸和乙偶姻、2,3,5,6-四甲基吡嗪等挥发性香气成分含量显著增加。并且当二者的比例为1:0.5时,促进了巴氏醋杆菌CGMCC 15730的生长,且共培养体系中总酸（4.12g/100g）、不挥发性酸（1.63g/100）和乙偶姻（2.50mg/g）含量明显提高,有机酸总量（3.9095 g/100g）提高,挥发性香气成分含量提高和种类增多。对巴氏醋杆菌CGMCC 15730与解淀粉芽孢杆菌B2030、枯草芽孢杆菌B803、解淀粉芽孢杆菌B1539的相互作用进行研究,结果显示,在37℃条件下,巴氏醋杆菌CGMCC15730与解淀粉芽孢杆菌B2030共培养,有利于产酸、产酯和产乙偶姻,草酸（0.3656g/100g）、乳酸（0.4520g/100g）和乙酸（0.9525g/100g）等有机酸含量提高,乙酸乙酯、2,3-丁二酮、2,3,5,6-四甲基吡嗪、愈创木酚等挥发性香气成分含量提高,且优于30℃条件下二者的共培养。
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