BAT2基因缺失葡萄酒酵母的构建及其对葡萄酒高级醇的影响

该研究以葡萄酒酵母BV-0为出发菌,利用融合聚合酶链式反应(PCR)构建BAT2基因敲除组件,通过电转化导入菌株BV-0进行同源重组,获得BAT2单等位基因敲除菌株BV-bk;再由菌株BV-bk产孢分离出两种不同配型的单倍体BAT2基因敲除菌进行杂交融合,获得BAT2双等位基因敲除菌株BV-BK;最后利用Cre/loxP重组系统去除菌株BV-bk、BV-BK的KanMX抗性基因得到菌株BV-b、BV-B。采用菌株BV-0、BV-b及BV-B分别发酵葡萄酒,并测定葡萄酒的基本理化指标及高级醇含量。结果表明,与出发菌株BV-0相比,菌株BV-b和BV-B发酵的葡萄酒的基本理化指标基本一致,异丁醇含量分别下降14.9%、67.0%,异戊醇含量分别下降17.87%、31.10%,且菌株BV-B发酵葡萄酒中正丙醇含量上升36.55%,说明两株BAT2基因敲除菌株可应用于葡萄酒发酵中以降低异丁醇和异戊醇含量,从而降低葡萄酒的苦味和醉度,具有潜在的工业应用价值。

一次敲除BAT2同时过表达Lg-ATF1对啤酒酵母产醇酯的影响

乙酸乙酯和高级醇是啤酒中的重要风味物质,为了探究BAT2基因和Lg-ATF1基因对啤酒酵母产醇酯能力的影响,进而解决啤酒中存在的醇高酯低的问题。本研究通过酶切连接法构建重组质粒pUC-PLABBK,采用醋酸锂转化法和胞内同源重组技术,以多倍体啤酒酵母菌株S5为出发菌株,KanMX基因作为筛选标记,最终获得过量表达Lg-ATF1基因同时敲除BAT2基因的重组菌株S5-Lg。通过啤酒发酵实验和数字PCR探究重组酵母菌株S5-Lg与出发菌株S5醇酯含量与相关基因表达量的变化。结果显示,与出发菌株相比,S5-Lg的总高级醇生成量降低9.12%,其中异丁醇和异戊醇的生成量分别降低了10.63%和9.55%,乙酸乙酯生成量提升了26.81%,BAT2基因表达量降低45.72%,Lg-ATF1基因表达量大幅提升。BAT2基因和Lg-ATF1基因可以影响啤酒酵母产生高级醇和乙酸乙酯的含量,对改善啤酒风味有重要参考意义。

BAT基因改造对酿酒酵母高级醇生成量的影响

酿酒酵母BAT基因编码支链氨基酸转氨酶,其中BAT1和BAT2基因分别编码线粒体和细胞质氨基酸转氨酶,位于细胞不同的位置导致二者的生理功能有所差异,BAT1基因在线粒体中倾向催化α-酮酸合成氨基酸,细胞质中的BAT2基因将氨基酸转化为α-酮酸,通过敲除BAT2以减少α-酮酸合成,过表达BAT1以增加α-酮酸消耗达到降低酿酒酵母高级醇的合成的目的。本研究以酿酒酵母AY15单倍体α5为出发菌株,结合融合PCR技术构建重组质粒p UC-BABPB1K,获得BA-PGK-BAT1-BB重组盒,并利用醋酸锂转化法和同源重组技术筛选出缺失BAT2基因同时过表达BAT1基因的突变株B-8,将其和亲本菌株α5、BAT2基因缺失菌株α5ΔBAT2进行酒精发酵实验,发酵结束后进行发酵性能和高级醇的测定。实验结果表明,与亲本菌株相比,异丁醇降低了25%,异戊醇降低了15%,活性戊醇降低了30%;与α5ΔBAT2菌株相比,异丁醇提高了0.5倍,异戊醇增加了0.1倍,活性戊醇增加了0.3倍。