短乳杆菌与植物乳杆菌产GABA的关键基因研究及应用前景

本研究聚焦于短乳杆菌（Lactobacillus brevis）和植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）在γ-氨基丁酸（GABA）生产和关键基因表达方面的特性。GABA是一种神经递质，对于神经系统健康有潜在益处，因此乳酸菌生产GABA的研究具有重要的工业应用价值。 研究人员首先通过结合GABA产量的测定、基因组学分析以及谷氨酸脱羧酶（GAD）系统基因的扩增实验，探讨了这两种乳酸菌属在GABA合成中的地位。他们发现，在短乳杆菌和植物乳杆菌中，存在大量产GABA的能力，这表明这两个种群是筛选高效GABA生产菌株的理想候选者。然而，其他如Lactobacillus fermentum 10和Lactobacillus reuteri的部分菌株虽然在基因层面显示出潜在的GABA产生能力，但具体表现可能因菌株特异性而异。 在核心的基因表达研究中，研究人员对Lactobacillus brevis和Lactobacillus plantarum在不同生长阶段的GAD相关基因进行了定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）分析。结果显示，Lactobacillus brevis中的gadB和gadC基因表达在对数后期或稳定期达到峰值，这可能是该菌株能高效产GABA的原因。相比之下，Lactobacillus plantarum的gadB表达模式类似，但GABA产量与gadB表达的相关性较弱，暗示可能还有其他未知因素影响了GABA的生成。 该研究不仅揭示了Lactobacillus brevis和Lactobacillus plantarum在GABA生产上的优势，还为后续筛选高产GABA菌株、调控乳酸菌中GAD基因表达以及优化GABA发酵工艺提供了理论依据。这对于开发新型功能性乳制品，如含有GABA的酸奶或益生菌制剂，具有实际意义，并可能推动食品工业向着更健康、营养的方向发展。此外，这项研究也为微生物代谢工程和生物技术领域的深入探索提供了新的视角。