黄水芽胞杆菌Bacillus aquiflavi 3H-10全基因组序列分析及功能探究

摘要

黄水芽胞杆菌Bacillus aquiflavi 3H-10分离自浓香型白酒黄水样品,是我国四川省宜宾地区首株酿酒微生物新种菌株。为了深入挖掘其功能特性,利用高通量测序技术测定菌株的全基因组序列,并通过数据库比对、平板透明圈法、福林酚法和GC-MS技术解析该菌株的功能基因、产生物酶和发酵风味物质的能力。研究结果表明,菌株B.aquiflavi 3H-10基因组大小3.62 Mb,G+C含量35.40 mol%,其中预测到3224个蛋白质编码基因。通过与KEGG、NR和CAZy数据库比对发现,基因组中含有编码22种蛋白酶和多种碳水化合物酶类的基因;B.aquiflavi 3H-10在蛋白酶培养基平板上透明圈较明显,蛋白酶活力可达85 U/mL;在大豆酪蛋白液体培养基37℃培养72 h的菌体发酵液中,可检测到56种代谢风味化合物,包括酯类、醇类、芳香族、羰基化合物、杂环化合物等,其中,相对含量较高的物质包括苯甲醛(杏仁香,坚果香)、2,5-二甲基吡嗪(炒芝麻香)、正丁醇(水果香)、3-甲基己醇以及浓香型大曲酒的主体香味物质己酸乙酯(甜香,水果香,窖香,青瓜香)。研究表明,黄水芽胞杆菌B.aquiflavi 3H-10具有显著的产蛋白酶能力,可发酵产生多种风味物质,促进浓香型白酒风味的形成,推测其在白酒发酵过程中具有潜在应用价值。