FNR影响高产乙醇肺炎克雷伯菌产乙醇能力及转录组分析

摘要

目的 探究fnr基因缺失对高产乙醇肺炎克雷伯菌产乙醇能力的影响，并对野生型菌株与Δfnr缺失菌株进行转录组测序分析。方法 以高产乙醇肺炎克雷伯菌株TH1为背景，利用温敏型质粒介导的同源重组技术构建fnr基因的缺失菌株。PCR扩增并克隆fnr基因于pGEM-Teasy表达载体获得回补质粒，导入Δfnr缺失菌株得到回补株，并将pGEM-Teasy空质粒导入野生株及缺失株作为空载对照。通过顶空法检测基因fnr缺失对高产乙醇肺炎克雷伯菌株乙醇产量的影响。并对野生型菌株和Δfnr缺失菌株进行转录组测序，筛选差异表达基因并进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。结果 通过PCR技术明确fnr基因缺失与回补菌株构建成功。乙醇含量测定结果显示基因fnr缺失后，高产乙醇肺炎克雷伯菌株的乙醇产量显著降低，且回补菌株的乙醇产量显著升高。转录组测序结果表明基因fnr缺失后561个基因表达上调，610个基因表达下调。KEGG富集分析结果表明，上调基因主要富集在包括氨基酸代谢、嘧啶代谢、三羧酸循环等通路，下调基因中富集到了包括氧化磷酸化、丙酮酸代谢、双组份系统、磷酸转移酶系统(PTS)、生物被膜形成、糖酵解/糖异生等通路。结论 fnr基因的缺失显著降低了高产乙醇肺炎克雷伯菌株的乙醇产量，且全局性调控因子FNR能够正向促进糖酵解通路，抑制三羧酸循环通路。

关键词

肺炎克雷伯菌 / fnr / 基因敲除 / 乙醇