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作者：赵艳梅;鲁佳康;史玥玡;王彦婷;黄亚男;陈雄;王志;
单位：发酵工程教育部重点实验室,工业发酵省部共建协同创新中心,湖北工业大学;河南省南街村(集团)有限公司;
摘要：为了提高地衣芽孢杆菌HK(Bacillus licheniformis HK)的生物量和芽孢率，在20 L罐水平考察了发酵16～32 h耦合pH7.0流加乳酸（终浓度2.0%）对其生长代谢及产孢的影响，并基于转录组与代谢组差异分析了乳酸的代谢调控机制。结果表明：乳酸补料组的峰值生物量（30 h）为5.43×1010 CFU/mL，较对照（基础发酵组）提高54.3%；芽孢数为5.36×1010 CFU/mL，较对照提高60.0%。乳酸补料组的糖异生和磷酸戊糖途径关键基因ldh、pckA、gapB、zwf、tkt较对照上调2.8～9.3倍；同时，其标志代谢物丙酮酸、6-磷酸果糖、1,3-二磷酸甘油酸、6-磷酸葡萄糖酸、5-磷酸-核酮糖、7-磷酸景天庚酮糖的丰度较对照增加1.55～12.6倍。TCA循环和氧化磷酸化关键基因citZ、icd、citB、odhB、atpAB、ndh、yumB、qcrABC、ctaODC、ythA、sdhAB表达较对照下调34.2%～96.8%，而硝酸盐呼吸代谢基因nasBCD较对照上调107.4～287.3倍。与之相应的胞内关键代谢物顺乌头酸、异柠檬酸和柠檬酸丰度较对照降低52.6%～62.5%，而NAD~+、NADH丰度较对照增加1.6和2.7倍。同时，磷壁酸的前体3-磷酸甘油、肽聚糖的前体UDP-N-乙酰胞壁酸和UDP-N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸-D-谷氨酸的丰度较对照提高了1.5～14倍；而且，芽孢生成相关基因phrAC、cotP、cotA、yeek、yheD、tasA、gerQ、yuzJ的表达较对照上调1.4～5.7倍，而rapAB、abrB、yisI、ynzD和spo0E较对照下调60.7%～96.7%。说明乳酸增强了糖异生、磷酸戊糖途径、硝酸盐呼吸、细胞壁合成，从而促进了细胞生长及芽孢的生成效率。本文结果为地衣芽孢杆菌高密度发酵生产提供了理论支撑。
关键词：地衣芽孢杆菌;;乳酸;;细胞生长;;芽孢;;转录组分析;;代谢组分析
基金资助：湖北省教育厅优秀中青年科技创新团队项目（T2022011）
