spo0A基因对酪丁酸梭菌芽孢形成性能和小鼠肠道微生态的影响

摘要

酪丁酸梭菌（Clostridium tyrobutyricum）是一种常用作饲料添加剂的益生菌，具有调节动物体肠道菌群，修复肠上皮细胞，抗腹泻等益生功能。作为一种内生型芽孢梭菌，在一定的条件下能产生抗逆性强的成熟芽孢来延长存活的时间，抵抗不利于生长的外界环境。相比起其他非芽孢杆菌来说，这样的特点在商业化生产中具有无可比拟的优势。但芽孢生成率低一直是实际应用生产中所遇到的瓶颈问题。目前许多研究都大多数关注于菌株的遗传筛选以及发酵工艺的改良，尚未见为提高芽孢形成率而进行的相关分子水平上的研究。　　本研究通过构建过表达载体，在酪丁酸梭菌中过表达产芽孢通路中关键调控基因spo0A，并在营养充足的普通增殖培养条件下测定其芽孢形成率的变化。结果表明，过表达 spo0A 后的菌株相比野生型菌株最终芽孢生成数量增加了一倍，发酵液中芽孢的细胞密度达到4.5×105cfu·ml-1，芽孢生成率达到3.5%，提高了1.5个百分点。随后，通过动物实验探究了酪丁酸梭菌对小鼠肠道黏膜形态结构的影响以及对小鼠肠道菌群的影响。结果表明，酪丁酸梭菌可能使小鼠肠道黏膜改善显著，使得回肠上绒毛高度增长，V/C 值增加，进而增强小鼠的消化吸收能力。值得注意的是，过表达后的菌株可能具有更强的改善肠道黏膜作用，这可能是由于芽孢形成率的增加使得菌体在肠道内存活时间的延长所导致的。酪丁酸梭菌可能使乳酸杆菌属、Faecalibaculum 等有益菌群的物种丰度得到提高。相反，可能使韦荣球菌属（Erysipelotrichaceae）等致病菌的物种丰度降低，具有调节肠道菌群，平衡肠道微生态的作用。

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