汉氏葡糖醋杆菌Komagataeibacter hansenii HDM1-3不同发酵时间的转录组测序分析

为了探究汉氏葡糖醋杆菌HDM1-3(Komagataeibacter hansenii HDM1-3)在不同发酵时间的差异基因表达水平,挖掘差异表达基因在细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)生物合成代谢相关基因中的功能,利用Illumina HiSeq平台对发酵前期(18 h)和发酵后期(36 h)的Komagataeibacter hansenii HDM1-3菌株进行转录组测序分析,通过荧光定量PCR验证转录组测序结果的准确性,通过GO富集和KEGG富集分析差异表达基因。转录组测序共获得3154个CDS序列,其中57个未被注释,注释率达98.22%。差异表达基因分析表明,菌株HDM1-3发酵36 h相比于发酵18 h,共有684个显著性差异表达基因,其中上调基因369个(53.9%),下调基因315个(46.1%)。GO功能富集分析结果表明,发酵后期碳水化合物代谢相关功能基因下调,而细胞膜相关功能基因上调。KEGG富集分析结果表明,主要的能量代谢途径,包括糖酵解途径、磷酸戊糖途径和柠檬酸循环都显著下调,两个BC合成酶基因显著上调。这些结果为进一步分析HDM1-3菌株BC合成相关基因、提高BC产量的研究提供理论参考。

纤维素产生菌汉氏葡糖醋杆菌HDM1-3全基因组测序分析

为全面了解汉氏葡糖醋杆菌(Komagataeibacter hansenii,K.hansenii)HDM1-3的发酵特性,为提高纤维素产量提供基因组信息,对其基因组数据进行测序分析。采用PacBio RSⅡ平台对该菌株进行全基因组测序,基因组由1个3659612 bp染色体和2个质粒组成,编码3820个蛋白质,含有7个纤维素合成酶基因。基于16S rRNA的系统发育分析表明了K.hansenii HDM1-3相对于醋酸杆菌科菌株的进化地位。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶88个。通过KEGG注释到代谢通路相关基因共3132个,其中碳水化合物代谢相关基因287个。通过基因组测序获得了K.hansenii HDM1-3完整的基因组信息,为改造该菌株提供了基因组学基础。

人工神经网络耦合遗传算法优化细菌纤维素发酵培养基

细菌纤维素作为新型生物材料,已成为生物材料研究热点,但产量低限制了其进一步应用。选择合适的优化策略是实现产量提高的一个重要方法。本文在正交和均匀设计实验传统建模方法的基础上,运用人工神经网络模型结合遗传算法优化汉氏葡糖醋杆菌(Komagataeibacter hansenii HDM1-3)产细菌纤维素发酵培养基。结果表明,最佳培养基配方为葡萄糖3.98%、牛肉膏0.34%、酵母膏0.19%、磷酸氢二钠0.22%、磷酸氢二钾0.46%、乙醇2.23%。在此配方下,细菌纤维素产量最高达到2.87 g·L^(-1),与优化前培养基的产量相比提高了1.18倍。本研究优化了细菌纤维素发酵培养基参数,为细菌纤维素高产发酵及工业化推广应用提供了依据。