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酿酒酵母JP2代谢苹果酸途径及其关键基因解析

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[目的]酿酒酵母JP2(Saccharomyces cerevisiae JP2)是从自然发酵枇杷酒醪中分离得到一株具有较好代谢苹果酸的酵母菌.为深入研究其内在降酸机理,对其进行全基因组测序和基因组序列信息解析,并分析其可能的代谢苹果酸途径,找出影响降酸的基因.[方法]基于Illumina Miseq和PacBio测序平台,联用第二代和第三代测序技术对酿酒酵母JP2和模式菌株酿酒酵母S288c进行全基因组测序,采用生物信息学方法对其进行序列组装、基因预测与功能注释,并挖掘JP2可能的苹果酸代谢路径.[结果](1)通过对酿酒酵母JP2基因组组装共得到 52个重叠群,整个基因组大小为 11.98 Mbp,GC含量 38.07%;JP2和S288c二者的全基因组大小和GC含量差异不大.(2)JP2代谢苹果酸的途径有 3个:苹果酸→草酰乙酸→丙酮酸;苹果酸→丙酮酸;苹果酸→富马酸.相关的主要基因分别为maeA、MDH及fumC,其中苹果酸→草酰乙酸→丙酮酸是主要代谢路径,关键基因是maeA.(3)模拟发酵过程苹果酸代谢及其关键基因表达量变化显示,JP2的苹果酸含量下降了 35.8%,下降程度显著高于S288c;与S288c相比,JP2的maeA基因呈现表达极显著上调(P＜0.01),在发酵后期,其相对表达量达到起始值的 130%.[结论]JP2在果酒发酵过程中呈现maeA基因高效表达,从而显著提高了苹果酸降解效率.研究结果可为酿酒酵母JP2降酸功能基因的研究以及降酸工程菌的研发提供技术支撑.
Metabolism pathway of malic acid in Saccharomyces cerevisiae JP2 and analysis of its key genes

Saccharomyces cerevisiaebiological acid degradationmalic acid metabolic pathwaygene expression

苏昊、梁璋成、李维新、任香芸、何志刚、林晓姿、鞠延仑

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福建省农业科学院农业工程技术研究所,福建福州 350003

农业农村部亚热带特色果蔬菌加工重点实验室(部省共建),福建福州 350003

福建省农产品(食品)加工重点实验室,福建福州 350003

西北农林科技大学葡萄酒学院,陕西杨陵 712100

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酿酒酵母 生物降酸 苹果酸代谢路径 基因表达

福建省自然科学基金福建省科技计划公益类专项福建省农业高质量发展超越"5511"协同创新工程项目泉州市科技计划福建省农业科学院农业科技创新联盟专项福建省星火项目

2020J0113732020R1032008XTCXGC2021019-GCS012021N043CXLM2022042020S0035

2023

福建农业学报
福建省农业科学院

福建农业学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.656
ISSN：1008-0384
年,卷(期)：2023.38(5)
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