2022年9月,我院刘龙祥副教授团队在《Fermentation》上发表题为“Improved Tolerance of Lactiplantibacillus plantarum in the Presence of Acid by the Heterologous Expression of trxA from Oenococcus oeni”的研究论文。论文将酒酒球菌来源的trxA基因在植物乳杆菌中进行异源表达,研究trxA基因对植物乳杆菌胁迫耐受性的影响及其作用机制。研究结果为提高葡萄酒苹果酸-乳酸发酵启动稳定性提供理论依据与技术支持。
目前,启动葡萄酒苹果酸-乳酸发酵的菌种主要为酒酒球菌和植物乳杆菌。其中,酒酒球菌是启动葡萄酒苹果酸-乳酸发酵的主要菌种。在苹果酸-乳酸发酵过程中,这些微生物的生长和繁殖将被葡萄酒的各种物理和化学性质所抑制。这些因素主要包括是低pH值(3.0- 3.5)、高乙醇浓度(10 - 16% v/v), SO2(超过10mg /L),低温(可能低于12℃)。目前对于酒酒球菌基因功能的研究还没有有效的工具,如基因过表达或基因敲除等,这使得酒酒球菌基因功能的研究进展相对缓慢。刘龙祥副教授通过试验研究表明,试验结果表明,在酸性胁迫(pH 3.2、pH 3.4和pH 3.6)条件下,重组菌株的生长性能优于对照菌株。此外,在酸胁迫(pH 3.6)下,重组菌株的Trx系统基因表达量较高。trxA基因主要通过提高植物乳杆菌的SOD活性,降低细菌ROS,增加细胞膜流动性和完整性,增强耐酸性胁迫能力,从而提高其胁迫耐受性。该结果对于提升葡萄酒苹果酸-乳酸启动稳定性意义重大。
《Fermentation》在中科院SCI期刊分区中为农林科学类二区期刊,2022年影响因子5.123。该研究得到了国家自然科学基金项目(32001659)、山东省自然科学基金青年项目(ZR2020QC224, ZR2021QD082)、山东省高等学校青创科技支持计划项目(2020KJD005)、滨州学院博士启动基金(2020Y05)项目经费的资助。