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乳酸及其衍生物被广泛应用于食品、医药、轻工业、农业等领域。生产光学纯L-乳酸的鼠李糖乳酸杆菌因其在调节肠道菌群等方面的功效受到广泛关注,然而有关鼠李糖乳酸杆菌的基因工程菌种选育的报道并不多见,因而稳定的遗传转化体系的建立是必要的,同时在乳酸菌发酵过程中有很明显的产物抑制效应,限制了乳酸产业的发展。 本研究采用全局转录机器工程(gTME),通过易错PCR在σ70因子的表达框中引入突变,构建重组载体并导入受体菌株获得转录突变库,通过压力筛选获得耐乳酸鼠李糖乳酸杆菌。 (1)建立了鼠李糖乳酸杆菌的基因工程操作体系。质粒提取时最优溶菌酶处理条件为:30mg/ml、37℃处理30min。电转化条件为:使用2%甘氨酸进行预弱化一次,OD600为0.2~0.3时加入氨苄青霉素使终浓度达到12μg/mL,收集OD600为0.4的细胞制备感受态细胞,电场强度为8.5kv/cm,电击时间4ms。 (2)通过恒化器培养筛选法、液体压力冲击法和压力平板筛选法三种高通量筛选方法筛选到一株耐乳酸优势菌株鼠李糖乳酸杆菌LR-LAS4,高浓度乳酸钠条件下最大生物量比野生菌株提高将近一倍。 (3)对优势菌株中携带的σ70因子表达框进行序列分析发现,29位上的丙氨酸突变为丝氨酸,334位上的丝氨酸突变为精氨酸,通过同源建模并对其三维结构进行分析,这两处突变可能影响了σ亚基的三维结构形成以及与启动子-10区和-35区的结合强度,这可能是导致耐乳酸性状产生的主要原因。