植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）是公认的益生菌,具有维持人体肠道菌群平衡、调节免疫、降低血脂和调节血压等益生功效。目前,植物乳杆菌已经广泛应用于食品工业和功能性产品领域,该菌种赋予了产品优良品质、独特风味和益生性能。因此挖掘具有优良生产特性的植物乳杆菌菌株,对于食品工业和功能性产品领域发展具有重要意义和应用价值。本实验室前期从发酵乳中分离获得了一株性状优良的植物乳杆菌菌株LP-F1。本研究对该菌株进行深入研究,旨在为其进一步应用奠定基础。为了解该菌株在全基因组水平上的遗传特性,本研究对该菌株进行了全基因组测序,并对该菌株的CRISPR-Cas系统、原噬菌体、潜在毒力因子、抗药性基因和细菌素合成能力等五个方面进行深入分析。结果表明,该菌株无完整的CRISPR-Cas系统、噬菌体片段和潜在毒力因子;具有细菌素合成相关基因。与其他乳酸菌相比,植物乳杆菌具有强大的碳水化合物利用能力。该特性对于其定植于胃肠道中,进而发挥其益生功效具有重要作用。本研究对6株植物乳杆菌LP-F1、LP-E1、LP-A4、LP-I5、LP-1和LP-4的碳水化合物利用能力进行了评价。结果发现,LP-F1具有较强的碳水化合物利用能力,能够高效利用葡萄糖、果糖、蔗糖,同时对于益生元低聚果糖具有较强的利用能力。生长能力分析表明,LPF1在4 h左右进入对数期,生长到10 h左右即进入稳定期。该菌株在以葡萄糖和蔗糖为碳源条件下,其生长能力最为旺盛。为明确LP-F1菌株在不同碳源发酵条件下的关键糖代谢基因的表达情况,本研究采用实时荧光定量PCR技术对基因表达量进行了分析。在发酵4 h时,与无糖培养基条件相比,大部分糖代谢基因在含糖培养基中,其表达量增加。随着发酵时间的延长,大部分基因在含糖培养基中表达量明显下降。糖代谢基因表达量之间的相关性分析发现,pts11BC与大部分基因呈现负相关,仅与agl4呈现较高的正相关性;agl4与大部分基因呈现负相关,表明运输相关基因pts11BC和编码蔗糖6-磷酸水解酶基因agl4与其它基因表达存在差异。低聚果糖代谢相关基因sac A、sac R1、sac K1、pts1BCA及mal Z彼此之间呈现正相关,表明在代谢过程中,这些基因表达呈现相同的趋势。同时,本研究对双组分信号转导系统在不同糖发酵条件下表达量的变化进行分析。结果表明,与无糖的发酵培养基发酵条件相比,hpk2/rr2、pln BCD、rr3/hpk3等大部分双组分信号转导系统编码基因在含糖的发酵培养基中,表达量明显上升,并且大多数双组分信号转导系统中hpk与rr表达趋势一致。调控基因与糖代谢基因表达量之间的相关性分析表明,调控基因rr1/hpk1、rr2/hpk2、pln BCD、rr3/hpk3等与大部分糖代谢基因呈现正相关性,rr6/hpk6、hpk7、lam R/lam K、hpk11、yes N/yes M等表达与大部分糖代谢基因呈负相关,推测双组分信号转导系统参与了糖代谢的部分调控。以上结果表明菌株对糖的利用是一个复杂的过程,与糖的转运、分解、代谢及调控基因密切相关。初步研究了植物乳杆菌LP-F1在发酵乳中应用的可能性。本研究,将该菌株与嗜热链球菌CS6、德氏乳杆菌保加利亚亚种LDB-C1共同发酵脱脂乳。结果表明,植物乳杆菌的添加可以有效地降低发酵乳的硬度和粘度,提高内聚性,推测该菌株具有一定的应用潜力。