面包酵母麦芽糖酶耐冷冻的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31701569
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2003.食品微生物学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Freezing resistance has always been one of the major research goals of stress tolerance in baker’s yeast. Previously, we constructed a strain of baker’s yeast B+MAL62 with the MAL62 overexpressed which can ferment maltose faster. Unexpectedly, the strain B+MAL62 also showed enhanced freezing tolerance in frozen dough. This project intends to annotate and verificate the differentially expressed gene and protein through transcriptome analysis and proteome analysis. A series of strains with gene overexpression and deletion were constructed, and the differences on the metabolism of maltose and trehalose will be monitored. And then the metabolic mechanism of maltase affecting on the freezing resistance in baker’s yeast B+MAL62 will be better understood. These efforts will reveal a new way of enhancing baker's yeast’s freezing tolerance and improve the mechanism of how the maltose metabolism affects the freezing tolerance of baker’s yeast. This study could provide a valuable insight into breeding of novel freeze-tolerant baker's yeast strains and a better understanding of other sugar metabolic metabolism, which has the potential to promote the technological level of yeast industry.
耐冷冻面包酵母的选育一直是酵母抗逆性研究的重要内容。我们前期在工业酵母中高表达麦芽糖酶编码基因(MAL62),得到菌株B+MAL62,发现该菌株不仅具备了麦芽糖高代谢能力,还额外提高了耐冷冻的能力。本课题拟通过对B+MAL62进行转录组学和蛋白质组学分析,对表达差异的基因与蛋白进行标注和功能验证。构建一系列基因过表达和缺失菌株,结合生长代谢情况分析,揭示面包酵母麦芽糖酶抗冷冻的分子遗传机制。研究结果将会揭示一种新的面包酵母抗冷冻途径,进一步完善麦芽糖代谢提高酵母冷冻耐性的机制,对耐冷冻面包酵母菌种的选育及其它糖代谢机制的研究具有重要的指导意义,且能够为提高我国面包酵母行业科技水平奠定坚实的基础。

结项摘要

耐冷冻面包酵母的选育一直是酵母抗逆性研究的重要内容。本课题针对面包酵母麦芽糖酶耐冷冻机制进行了深入研究。通过分析过表达麦芽糖酶基因的面包酵母的转录组学和蛋白质组学数据,对表达差异的基因与蛋白进行标注和功能验证,从分子水平上首次阐明麦芽糖酶是通过UDPG海藻糖合成通路,增强面包酵母细胞内海藻糖水平,从而实现了菌株耐冷冻。通过高表达UDPG通路中的关键基因TPS1,同时过表达麦芽糖酶基因MAL62,获得了优良的耐冷冻面包酵母菌株,与出发菌株相比,该菌株胞内海藻糖积累速度加快,预发酵冷冻后细胞存活数增加,实际冷冻面团环境下发酵力折损减少,这些特点使其具备潜在的商业应用价值,并证明了高表达海藻糖合成酶基因TPS1,可以增强麦芽糖酶的耐冷冻能力。通过敲除海藻糖合成酶基因TPS1,检测菌株麦芽糖与海藻糖代谢性能和冷冻耐受能力变化,证明UDPG路径中的TPS1基因是麦芽糖酶耐冷冻的关键因素。研究结果不仅完善了麦芽糖代谢提高酵母冷冻耐性的机制,而且对耐冷冻面包酵母菌种的选育及其它糖代谢机制的研究具有重要的指导意义。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
高表达MAL62基因对面包酵母耐高糖的影响
  • DOI:
    10.13995/j.cnki.11-1802/ts.025066
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    食品与发酵工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙溪;刘海晴;张军;范志华;黄亮
  • 通讯作者:
    黄亮
MAL62 Overexpression Enhances Freezing Tolerance of Baker's Yeast in Lean Dough by Enhancing Tps1 Activity and Maltose Metabolism
MAL62 过表达通过增强 Tps1 活性和麦芽糖代谢来增强瘦面团中面包酵母的冷冻耐受性
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.9b03790
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Agricultural and Food Chemistry
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Sun Xi;Zhang Jun;Fan Zhi Hua;Xiao Ping;Liu Shan Na;Li Rui Peng;Zhu Wen Bi;Huang Liang
  • 通讯作者:
    Huang Liang
MAL62 overexpression enhances uridine diphosphoglucose-dependent trehalose synthesis and glycerol metabolism for cryoprotection of baker's yeast in lean dough.
MAL62 过表达可增强尿苷二磷酸葡萄糖依赖性海藻糖合成和甘油代谢,从而对瘦面团中的面包酵母进行冷冻保护。
  • DOI:
    10.1186/s12934-020-01454-6
  • 发表时间:
    2020-10-19
  • 期刊:
    Microbial Cell Factories
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Sun X;Zhang J;Fan ZH;Xiao P;Li F;Liu HQ;Zhu WB
  • 通讯作者:
    Zhu WB

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其他文献

游离高表达Mal62基因对面包酵母耐冷冻性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    酿酒科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙溪;张翠英;董建;吴鸣月;王光路;肖冬光;SUN Xi;ZHANG Cuiying;DONG Jian;WU Mingyue;WANG Gua
  • 通讯作者:
    WANG Gua
植物根际促生菌对两种叶菜生物量的影响
  • DOI:
    10.14025/j.cnki.jlny.2018.20.031
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    吉林农业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张振建;朱文碧;孙溪;李思佳;田耕耘;郭军康
  • 通讯作者:
    郭军康
基于FPGA的滚珠丝杠螺旋线误差动态检测系统
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    山东建筑大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张佳福;张强;宋现春;张玉清;孙溪
  • 通讯作者:
    孙溪
泡沫铝夹芯板粉末冶金发泡机理的SR-CT研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    祖国胤;孙溪;黄鹏;孙世亮
  • 通讯作者:
    孙世亮
Advances on the probiotic function of fermented lactic acid bacteria
发酵乳酸菌益生功能的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    American Journal of Bioscience and Bioengineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘珊娜;李昀;孙溪;王娜;李志文
  • 通讯作者:
    李志文

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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