Improvement effect of Halanaerobium fermentans YL9-2 on quality and flavor of fish sauce during fermentation
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摘要: 为解决传统发酵鱼露发酵时间长、风味难控制的问题，从传统鱼露发酵液中筛选到一株与传统鱼露风味形成相关的发酵盐厌氧菌 (Halanaerobium fermentans) YL9-2。结果显示，发酵盐厌氧菌能够缩短鱼露品质的形成时间并提高鱼露氨基酸态氮含量；同时，其添加能够显著提升鱼露的食用安全性，组胺、酪胺、腐胺、尸胺、酪胺和总生物胺在发酵末期分别下降了26.4%、27.1%、9.4%、39.8%、69.4%和25.7%。利用顶空固相微萃取气质联用技术共检测出38种挥发性化合物，在发酵末期添加YL9-2发酵后，异戊醛、2-甲基丁醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、1-戊烯-3醇、1-辛烯-3醇、2-壬酮和2-十一酮分别提高了79.7%、92.5%、45.3%、41.8%、21.2%、29.4%、20.4%、46.6%、67.7%和47.2%，提升了鱼露的麦芽香、青草味、奶酪味、水果香、蘑菇香、甜香和脂肪香，而三甲胺则下降了61.7%，降低了鱼露的鱼腥味。研究结果为靶向改善传统发酵鱼露的品质、风味和食用安全性提供重要技术支持。Abstract: In order to solve the problems of long fermentation period and difficult flavor control of traditionally fermented fish sauce, we screened a salt fermenting anaerobic bacterium (Halanaerobium fermentans) YL9-2 related to the flavor formation of traditional fish sauce from the fermentation broth of traditional fish sauce. The results show that YL9-2 could increase the content of amino acid nitrogen and shorten the quality formation time in fish sauce significantly. Meanwhile, its addition improved the food safety of fish sauce significantly, and the mass concentrations of histamine, tyramine, putrescine, cadaverine, tyramine and total biogenic amine decreased by 26.4%, 27.1%, 9.4%, 39.8%, 69.4% and 25.7% at the end of the fermentation. Besides, we applied headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry to analyze the volatile flavor compounds in fish sauce. A total of 38 volatile compounds were identified. At the end of the fermentation, the concentrations of isovaleraldehyde, 2-methylbutanal, hexanal, heptanal, n-octanal, n-nonanal, 1-pentene-3-ol, 1-octen-3-ol, 2-nonone and 2-hendecanone respectively increased by 79.7%, 92.5%, 45.3%, 41.8%, 21.2%, 29.4%, 20.4%, 46.6%, 67.7% and 47.2%, which enhanced the malt, grass, cheese, fruit, mushroom, sweet and fatty flavors of fish sauce significantly. The trimethylamine concentration decreased by 61.7% compared with that during natural fermentation, significantly reducing the fishy taste of fish sauce. The results provide important technical supports for the targeted improvement of the quality, flavor and food safety of traditionally fermented fish sauce.
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Pellino蛋白是一类重要的E3泛素连接酶，在脊椎动物和无脊椎动物中广泛存在且高度保守[1]。Pellino蛋白首次在黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中发现，因其能与黑腹果蝇Pelle (IRAK的同源蛋白)结合的特性而得名[2]。在哺乳动物中发现了3种Pellino蛋白[3]。作为泛素连接酶，Pellino具有正向调节TAK1介导激活的NF-κB通路的功能[4]。Pellino1和Pellino2是TLR (Toll-like receptor)信号通路的上游调节介质，通过将白细胞介素-1受体相关激酶IRAK1多聚泛素化，激活下游的转录因子NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路，促炎细胞因子增加[5]。Pellino3不仅可以催化IRAK1的多聚泛素化，行使泛素连接酶的功能，还可以抑制NF-κB通路的激活，在免疫调节中发挥复杂的作用[6-7]。在甲壳动物中，Li等[8]研究发现凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的Pellino基因在副溶血性弧菌(Vibrio parahemolyticus)、金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) 、WSSV、LPS等刺激下表达均上调，可正向调节NF-κB通路的激活。Gayathri等[9]发现在罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii) Pellino中存在潜在的阳离子抗菌肽MrDN，且具有一定的免疫活性。此外，作为泛素连接酶，Pellino蛋白对底物的特异性识别和选择过程是泛素化调控的关键，在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway，UPP)中发挥关键作用[10]。而UPP途径是真核细胞内蛋白质选择性降解的重要机制[11]，UPP广泛参与机体的免疫应答[12]、DNA损伤修复[13]、细胞凋亡[14]、信号转导[8]、转录调控[15]等多种生理过程。Pellino还可介导转化生长因子-β (TGF-β)途径与NF-κB的相互作用，调节多种免疫基因的表达，在先天性免疫中发挥重要作用[4]。
斑节对虾(Penaeus monodon)是世界三大养殖虾类品种之一，具有重要的经济价值[16]。近年来，对虾养殖产业受到细菌、病毒、真菌等多种病原体的威胁[17]，以氨氮浓度升高为标志的养殖水质恶化直接影响斑节对虾的免疫力，间接地增加其对病原菌的易感性。氨氮是养殖水体环境中主要的污染物，氨氮过高会造成对虾呼吸困难、摄食停止、免疫力下降、昏迷甚至死亡等现象，影响其存活和生长[18-19]。作为决定泛素化性质的关键酶，Pellino在抵御外界环境因子的刺激中发挥重要作用。然而在甲壳动物中，对Pellino抵御病原微生物和环境因子的研究很少，Pellino发挥作用的分子机理尚未明确。为了探究斑节对虾Pellino基因在氨氮胁迫和微生物刺激下的表达变化情况，本研究通过RACE技术克隆了斑节对虾Pellino基因，并对其序列特征进行了生物信息学分析，利用qPCR技术研究了其在不同浓度氨氮、哈维氏弧菌(V. harveyi)、鳗弧菌(V. anguillarum)、金黄色葡萄球菌刺激下的表达水平变化，为进一步探究Pellino家族基因的结构特征及其在斑节对虾抵御外界刺激过程中的调控机理提供研究基础。
1. 材料与方法
1.1 实验材料
实验所用的斑节对虾均来自中国水产科学研究院南海水产研究所深圳试验基地。实验用虾在循环水池中暂养3 d后使用，盐度30，水温(25±1) ℃。选取雌、雄各3尾健康的对虾进行解剖，分别取肝胰腺、鳃、肠、肌肉、胃、淋巴、眼柄神经、脑神经、胸神经和卵巢等组织，用作各组织cDNA模板的制备。选取体长7~8 cm、体质量6~7 g的幼虾用于急性氨氮胁迫实验；选取体长6~7 cm、体质量5~6 g的幼虾用于细菌感染实验。斑节对虾急性氨氮胁迫实验和微生物刺激实验在南海水产研究所深圳试验基地进行。RNALater购自Life公司、氯化铵(分析纯)购自普博生物有限公司；RNA提取试剂盒购自Magen公司；逆转录试剂盒(PrimeScript II 1st Strand cDNA Synthesis Kit)、荧光定量试剂盒(TB GREEN)购自TaKaRa公司。
1.2 总RNA的提取与cDNA的合成
按照Magen说明书提取斑节对虾不同组织的总RNA，用1.2%琼脂糖凝胶电泳检测RNA条带的完整度，用超微量分光光度计NanoDrop 2000检测RNA的浓度和纯度。用于做RACE模板的样品按照PrimeScript II 1st Strand cDNA Synthesis Kit (TaKaRa)试剂盒合成cDNA第一条链。各组织分别取1 μg总RNA用做荧光定量PCR的样品，按照PrimeScript RT reagent Kit With gDNA Eraser试剂盒进行反转录。所得cDNA经EF-1α引物(表1)检测后–80 ℃保存备用。
表 1 实验所用引物及其序列Table 1. Primers and sequences used in this study引物名称
primer name引物序列
primer sequenceORF-F 5'-ATGCCCGACCCTCCTATAATTGA-3' ORF-R 5'-TCAGTCGCAGTTGTCTTGAAAAATG-3' PmPellino 3'RACE1 5'-CAGGCATCTGGAGGGAAGTGTCGG-3' PmPellino 3'RACE2 5'-GCAGCCTGTAGTGTATCTGAACTGTGGC-3' PmPellino 5'RACE1 5'-TTCGCACCACATAATGCCGAGCAGG-3' PmPellino 5'RACE2 5'-TGGCGTCTGTGCAACACAAACTTGC-3' Pellino-qF 5'-AAGCGGTGATTGTGGAGTAT-3' Pellino-qR 5'-AGTGGTGCGAGTTGTTCT-3' EF-1α-F 5'-ATTGGAGGTATTGGAACAGTGCC-3' EF-1α-R 5'-TCGGTAAGAGCTTCGTGGTGC-3' 1.3 斑节对虾Pellino基因的克隆
根据本实验室构建的斑节对虾cDNA文库中的EST序列，使用Primer 5.0软件设计验证PmPellino基因的ORF引物和RACE引物(表1)，得到PmPellino基因的全长。
1.4 PmPellino基因序列分析
利用NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)的BLAST工具将斑节对虾Pellino与其他物种Pellino蛋白进行同源性比对，用SignalP 4.1 (http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP)预测Pellino家族基因的信号肽；用CD Search (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi)分析蛋白结构域；用Compute PI/Mw工具(http://web.expasy.org/compute_pi)预测蛋白的分子量和等电点；用Clustal X 1.83进行多重序列比对，并用Texmaker作图；使用MEGA 6.0的邻接法(neighbor-joining，NJ)构建系统进化树。
1.5 PmPellino基因在不同组织中的表达
选取健康的斑节对虾雌、雄各3尾进行解剖取样，提取不同组织的总RNA，以其反转录产物为模板，以PmPellino的基因全长为基础，设计荧光定量的特异性引物(表1)，以EF-1α为内参基因，以双蒸水代替模板作阴性对照，按照TB GREEN说明书进行荧光定量PCR检测，每个样品和内参均设置3个重复。采用相对ΔCT法(2–ΔΔCT法)分析PmPellino基因在斑节对虾各组织中的相对表达量。
1.6 急性氨氮胁迫
通过预实验得出斑节对虾96 h急性氨氮胁迫的半致死浓度(LC50)以及安全浓度(SC)。预实验设置7个氨氮浓度梯度，分别为0 mg·L–1、20 mg·L–1、40 mg·L–1、60 mg·L–1、80 mg·L–1、100 mg·L–1和120 mg·L–1。每个梯度选取混合家系大小均匀的30尾虾随机放置在7个黑桶中。每个黑桶中加入200 L过滤海水及2个气头。预实验期间不投喂饲料，每隔固定时间记录死亡情况至第96小时实验结束，捞取死虾，每天换全部海水。实验结束后通过直线内插法[20]计算LC50和SC。
正式实验分为2组，低浓度胁迫组和高浓度胁迫组，以第0小时的样品为对照组，使用过滤后的养殖海水。低浓度胁迫组的胁迫浓度为SC；高浓度胁迫组的胁迫浓度为96 h LC50。每组设3个重复，每个重复30尾虾。实验所用的黑桶和斑节对虾选取方法与预实验相同。实验通过添加氯化铵(NH4Cl)控制各实验组的氨氮浓度，每隔2 h记录死亡情况并捞取死虾，每24 h更换全部海水。于胁迫后第0、第3、第6、第12、第24、第48、第72和第96小时进行取样。取样时每组选取3尾活力较好的个体，取肝胰腺、鳃、肠等组织–80 ℃保存在RNALater (Ambion)中。
1.7 微生物刺激
为了研究不同微生物刺激对斑节对虾泛素连接酶Pellino基因的激活作用，实验选取健康的斑节对虾进行了微生物刺激。实验分为4组：1)注射金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)；2)注射哈维氏弧菌(革兰氏阴性菌)；3)注射鳗弧菌(革兰氏阴性菌)；4)注射PBS作为对照组。刺激后分别在第0、第3、第6、第9、第12、第24、第48和第72小时取对虾的肝胰腺、鳃等组织，样品于RNALater中−80 ℃保存，提取总RNA后合成cDNA模板进行qPCR实验。以EF-1α作为内参基因。
1.8 统计学分析
使用SPSS 23.0对定量结果进行单因素方差分析(One-Way ANOVA)，结果以“平均值±标准差(
${\overline{X}}\pm {\rm SD}$ )”表示。分析差异显著性(Turkey)，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。若组间存在差异，则用Turkey方法进行多重比较分析。2. 结果
2.1 PmPellino的cDNA序列特征
将开放阅读框(ORF)序列与3'RACE和5'RACE的测序结果进行拼接，得到PmPellino基因的cDNA全长。PmPellino基因cDNA全长为1 961 bp (GenBank accession No. MH746213)，包括1 299 bp的ORF，89 bp的5'非编码区(UTR)，573 bp的3'UTR (图1)。预测PmPellino基因编码432个氨基酸，分子量为47.303 7 kD，理论等电点为7.02。PmPellino无信号肽，有FHA (forkhead-associated)结构域(118~188 aa)和RING结构域(299~350 aa)。
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图 1 PmPellino cDNA序列及其氨基酸序列起始密码子(ATG)与终止密码子(TGA)为黑色背景，位于N端的FHA结构域用黑色方框框出，位于C端的RING结构域用黑色下划线标识，polyA尾用灰色背景斜体表示Figure 1. Nucleotide and deduced amino acid sequence of PmPellinoThe initiation code (ATG) and termination code (TAG) are in black background. The FHA domain at N-terminus is framed in box; the RING domain at C-terminus is underlined; and the polyA tail is indicated in italics in gray background.2.2 同源性和系统进化树分析
多重序列比对(图2)结果显示PmPellino与凡纳滨对虾、拟穴青蟹(Scylla paramamosain，SAY41342.1)、黑腹果蝇(NP_524466.1)、小鼠(Bos taurus，XP_002690998.1)和人Pellino2 (Homo sapiens，NP_067078.1)的Pellino蛋白的序列相似度分别为100%、96%、72%、60%和60%。
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图 2 PmPellino和其他物种Pellino氨基酸序列多重比对Figure 2. Multiple alignment of deduced amino acid sequences of PmPellino from P. monodon and other species根据PmPellino氨基酸序列构建系统进化树(图3)，结果显示Pellino聚类为无脊椎动物和脊椎动物两大类。无脊椎动物Pellino蛋白聚类为2个亚群，其中PmPellino与甲壳动物凡纳滨对虾独立聚为一支，再与拟穴青蟹聚为一支，最后与肢口纲的美洲鲎(Limulus polyphemus，XP_013777211.1)、蛛形纲的温室希蛛(Parasteatoda tepidariorum，XP_015916048.1)和络新妇蛛(Nephila clavipes，PRD24637.1)共同聚为一个亚群，它们具有较高的同源性，在进化关系上较为接近；昆虫纲的黑腹果蝇、埃及伊蚊(Aedes aegypti，XP_021709421.1)、棉铃虫(Helicoverpa armigera，XP_021196073.1)、丛林斜眼褐蝶(Bicyclus anynana，XP_023954918.1)、湿木白蚁(Zootermopsis nevadensis，XP_021932730.1)、欧洲熊蜂(Bombus terrestris，XP_012168580.1)、美洲东部熊蜂(Bombus impatiens，XP_024223585.1)、白蜡窄吉丁(Agrilus planipennis，XP_018328487.1)聚为另一个亚群。脊椎动物小鼠与人的Pellino1 (NP_065702.2)、Pellino2 (NP_067078.1)和4种Pellino3 (NP_659502.2，NP_001091980.1，NP_001230064.1，NP_001230065.1)聚为一支。
2.3 PmPellino在不同组织的表达分析
以EF-1α为内参基因，通过qPCR检测PmPellino在各组织中的表达状况 (图4)。PmPellino在所有被检测的组织中均有表达，在斑节对虾的鳃和肠中表达量最高，在脑神经、精巢、心脏、眼柄神经、淋巴、胸神经中表达量中等，在肌肉、表皮、胃、肝胰腺、精荚等组织中表达量较低。
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图 4 PmPellino在各组织中的表达图中值为平均值±标准差(n=3)；不同小写字母表示组间有显著性差异 (P<0.05)Figure 4. Relative expression of PmPellino in different tissuesValues are $\overline X \pm {\rm SD} $ (n=3); different lowcase letters indicate signigicant difference between groups (P<0.05).2.4 不同浓度氨氮胁迫下PmPellino的表达变化
不同浓度氨氮胁迫后，PmPellino在肝胰腺组织中的表达变化见图5-a。结果表明，该基因在高浓度组的表达量先上升，在第24小时达到最大值(为对照组的13.08倍)后下降。第6、第12、第24、第48和第72小时的表达量极显著高于对照组(P<0.01)，第96小时的表达量仍显著高于对照组(P<0.05)。低浓度组在第3小时表达量迅速达到最大值(为对照组的11.61倍)。在第3~第12小时呈下降趋势，在第12小时到达最低点且与对照组无显著差异。在第12~第48小时呈上升趋势，在第48小时达到第二个峰值后下降，第96小时与对照组无显著差异。在第3、第6、第24、第48和第72小时变化极显著(P<0.01)。
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图 5 急性氨氮胁迫后PmPellino在肝胰腺 (a)、鳃 (b) 中的相对表达量*. 与第0小时对照组差异显著(P<0.05)；**. 与第0小时对照组差异极显著(P<0.01)；图6同此Figure 5. Relative expression level of PmPellino in hepatopancreas (a) and gill (b) after acute ammonia nitrogen stress*. significant difference with control group at 0th hour (P<0.05); **. very significant difference with control group at 0th hour (P<0.01); the same case in Fig.6.在鳃组织中，PmPellino的表达变化(图5-b)与在肝胰腺中有所不同。氨氮胁迫后，高浓度组与低浓度组mRNA水平均呈下降趋势，在第3小时与对照组有极显著差异(P<0.01)。随后高浓度组呈上升趋势，在第12小时达到最大值且与对照组无显著差异，第12~第96小时呈下降趋势。第48、第72、第96小时与对照组有极显著差异(P<0.01)。低浓度组胁迫后PmPellino的表达整体低于对照组(P<0.01)。第6小时降到最小值(为对照组的0.15倍)，在第6~第72小时呈上升趋势，在第72小时达最大值(为对照组的0.54倍)后下降。
2.5 微生物刺激下PmPellino基因的表达变化
微生物刺激的结果见图6。哈维氏弧菌刺激后，PmPellino基因在鳃组织中的表达量均高于对照组，在第3小时迅速上升到最大值，为对照组的16.10倍(P<0.01)，在第48小时显著上调，为对照组的15.78倍(P<0.05)。而在肝胰腺组织中，哈维氏弧菌刺激后PmPellino在第3、第6、第9和第72小时的表达被显著抑制(P<0.01)，其最小值为对照组的0.32倍。
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图 6 不同微生物刺激后PmPellino在肝胰腺 (a)、鳃 (b) 中的相对表达量Figure 6. Relative expression level of PmPellino in hepatopancreas (a) and gill (b) after being challenged with different kinds of microorganism鳗弧菌刺激后，PmPellino在鳃组织中的表达量与对照组无显著差异；而在肝胰腺中的表达量均低于对照组，在第3、第9、第72小时极显著下调(P<0.01)，其最小值为对照组的0.20倍，抑制效果明显。
金黄色葡萄球菌刺激后，PmPellino在鳃中的表达量在第3和第6小时显著上调(P<0.05)，在第12、第48和第72小时的表达量极显著上调(P<0.01)，其表达最高值为对照组的16.20倍；在肝胰腺中PmPellino的表达量在第6、第24和第96小时显著上调(P<0.01)，在第6~第9小时急剧下降至最小值(为对照组的0.40倍)，在第9~第48小时显著上调并在第48小时达最大值(为对照组的4.67倍)，在第48~第72小时显著下调(P<0.01)。
3. 讨论
Pellino蛋白羧基端具有RING结构域，在泛素化过程中发挥E3泛素连接酶的作用并能促进IRAK1的多聚泛素化，其氨基端FHA结构域可以促进磷酸化IRAK1/Pelle的相互作用[21-23]。本研究对PmPellino的生物信息学分析表明，斑节对虾的Pellino基因具有RING结构域和FHA结构域，这表明PmPellino属于泛素连接酶家族，对对虾NF-κB通路可能具有调节功能，并且在DNA损伤修复以及错误蛋白的水解过程中可能发挥一定的作用。斑节对虾与凡纳滨对虾的氨基酸序列非常相似，在进化关系上最为接近。研究发现，凡纳滨对虾Pellino可以正向调节转录因子NF-κB通路，这些转录因子可以激活相应的免疫应答相关基因[8]。因此，斑节对虾Pellino基因可能具有积极的免疫调控作用。
Pellino基因在斑节对虾各组织中均有表达，在鳃中的表达量最高，在肝胰腺中的表达量相对较低。鳃是大多数水生动物的氨氮排泄器官[24]，也是对虾免疫应激的第一道防线，Pellino在鳃组织中的高表达，有助于对虾抵御外界环境刺激。Schauvliege等[1]的研究表明，Pellino在不同组织中的表达不同；在相同组织中，不同信号刺激下Pellino的表达水平也不同。PmPellino在不同组织中同样具有表达差异，提示其功能具有组织特异性。
在急性氨氮胁迫下，甲壳动物可通过肝胰腺和鳃等组织的解毒代谢途径降低机体的氨氮浓度，减轻高浓度氨氮对组织器官的损伤[25]。肝胰腺是氨氮代谢的主要场所，是对虾非特异性免疫的重要器官，在应激调控中发挥重要作用[26-27]。定量结果表明，在不同浓度的氨氮胁迫下，Pellino基因在肝胰腺组织中的表达量显著上调，这与陈劲松等[28]研究斑节对虾氨氮代谢通路上的关键基因谷氨酰胺合成酶的表达模式相似，表明Pellino基因可能参与了斑节对虾氨氮解毒反应。而在鳃组织中，Pellino基因的表达被显著抑制，这与谷胺酰胺酶的表达趋势一致，推测在氨氮胁迫下，斑节对虾鳃组织遭到了损坏。曽媛媛等[29]发现氨氮胁迫会使拟穴青蟹的鳃组织受到氧化损伤，鳃上皮细胞受损随氨氮浓度的升高而加重。推测鳃组织损伤可能是Pellino基因表达被抑制的主要原因。Pellino基因在肝胰腺和鳃中的组织特异性可能也导致了其表达情况的不同。
为了探究PmPellino及其介导的信号通路是否参与了对虾免疫应答，选取2种革兰氏阴性菌和1种革兰氏阳性菌进行微生物刺激实验。定量结果显示，在哈维氏弧菌、鳗弧菌和金黄色葡萄球菌的刺激下，PmPellino基因的表达变化情况不尽相同。以往的研究表明，对不同病原体入侵，无脊椎动物的TLR/NF-κB通路具有多种不同的信号转导调节模式[30]。在不同微生物刺激下，Pellino基因可能参与了不同途径的信号调节。在PmPellino高表达的鳃组织中，哈维氏弧菌和金黄色葡萄球菌的刺激能显著提高Pellino基因的表达量，这与凡纳滨对虾的菌刺激实验结果相一致。Li等[8]发现凡纳滨对虾在哈维氏弧菌、金黄色葡萄球菌等刺激作用下，LvPellino在血细胞中的表达量均显著上调，表明Pellino基因参与了微生物刺激下的免疫应答，可能具有正向调节NF-κB通路的功能。然而，鳗弧菌的刺激效果不显著。在PmPellino低表达的肝胰腺组织中，革兰氏阴性菌的刺激显著抑制了Pellino的表达，而革兰氏阳性菌的刺激显著激活了Pellino的表达。革兰氏阳性菌的主要成分是肽聚糖(PGN)，在革兰氏阳性菌或真菌感染下，果蝇Toll通路被激活后可调控转录因子来抵御病原体入侵[31]。而Pellino介导IRAK1的多聚泛素化在TLR (Toll-like receptors)通路上发挥关键作用[32]，此外，Pellino还可与TLR通路上的TRAF6及TAK1等组分相互作用[33]。推测革兰氏阳性菌感染下，Pellino参与了TLR通路的调节。革兰氏阴性菌主要被IMD途径识别[34]，鳗弧菌及哈维氏弧菌可以激活IMD信号通路，从而抑制Toll通路的信号转导，推测这是Pellino表达被抑制的主要原因。本研究中，革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌对PmPellino在肝胰腺、鳃组织中的表达均有显著激活作用，不同的革兰氏阴性菌对Pellino的作用不同，同一种革兰氏阴性菌在斑节对虾不同组织中的作用也不同，表明PmPellino蛋白在抵御病原体入侵的免疫应答中发挥着复杂的作用。
综上，本研究克隆获得了PmPellino基因的全长，对PmPellino基因的结构进行了生物信息学分析，探讨了斑节对虾在急性氨氮胁迫、不同微生物刺激下PmPellino的表达变化情况。Pellino积极参与了氨氮胁迫应激和微生物刺激的免疫应答，并在不同胁迫下的表达情况不尽相同，具有功能的组织特异性。研究结果为进一步探讨泛素连接酶Pellino蛋白家族在甲壳动物抵御环境刺激中的免疫调节机制提供了基础。
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图 1 利用邻位相连法构建的菌株YL9-2的系统发育树
Figure 1. Systemic phylogenetic tree of strain YL9-2 constructed using Neighbor-Joining method
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图 2 添加发酵盐厌氧菌对不同发酵时间下鱼露发酵液中氨基酸态氮质量浓度的影响
Figure 2. Effect of H. fermentans YL9-2 addition on amino acid nitrogen mass concentration in fish sauce at different fermentation time
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图 3 添加发酵盐厌氧菌对不同发酵时间下鱼露发酵液中生物胺质量分数的影响
Figure 3. Effect of H. fermentans YL9-2 addition on biogenic amine mass fraction in fish sauce at different fermentation time
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图 4 自然发酵 (N) 和加菌发酵 (H) 过程中鱼露挥发性化合物的变化
Figure 4. Change of volatile compounds in fish sauce during natural fermentation (N) and fermentation with H. fermentans YL9-2 (H)
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图 5 添加发酵盐厌氧菌对不同发酵时间下鱼露发酵液中特征性挥发性风味化合物质量分数的影响
Figure 5. Effect of H. fermentans YL9-2 addition on volatile flavor compound mass fraction in fish sauce at different fermentation time
表 1 自然发酵 (N) 和加菌发酵 (H) 过程中鱼露挥发性化合物的气味活性值
Table 1 OAV value of fish sauce during natural fermentation (N) and fermentation with H. fermentans YL9-2 (H)
呈香风味化合物
Aroma flavor compound气味
Flavor阈值[31-33]
Threshold value/
(mg·kg−1)气味活性值 OAV N10 N15 N30 N45 H10 H15 H30 H45 异戊醛 Isovaleraldehyde 油脂味 0.0005 975.82 865.17 1004.23 1099.87 1179.11 1220.44 1620.31 1976.93 2-甲基丁醛 2-methylbutyraldehyde 坚果味 0.001 454.24 399.46 476.74 584.58 563.19 612.50 1030.78 1125.16 己醛 Hexanal 辛辣味 0.0045 43.07 583.38 522.38 895.01 117.02 641.61 277.39 1300.08 庚醛 Heptanaldehyde 干鱼味 0.03 0.00 21.22 15.98 30.88 0.00 18.77 6.06 43.79 辛醛 Octanal 油脂味 0.0007 0.00 1074.55 752.19 1404.85 0.00 548.76 473.81 1702.96 壬醛 Nonanal 油脂味 0.003 0.00 151.44 202.08 317.68 0.00 196.74 64.26 394.35 1-戊烯-3-醇 1-pentene-3-alcohol 烤洋葱味 0.358 2.42 2.52 2.96 3.59 3.77 4.74 4.60 3.62 1-辛烯-3-醇 1-octene-3-alcohol 鱼腥味、青草味 0.0015 107.56 840.63 605.39 1039.99 356.11 1117.91 599.10 1524.80 2-壬酮 2-Nonanone 奶酪味 0.0389 0.00 3.16 2.68 4.50 0.00 4.16 2.16 7.54 2-十一酮 2-undecanone 油脂味 0.0055 0.00 22.00 21.38 43.81 0.00 45.89 17.25 64.49 2-乙基呋喃 2-ethylfuran 青草味 0.0024 310.75 545.87 768.57 1033.06 672.30 1062.65 1123.80 1012.35 三甲胺 Trimethylamine 鱼腥味 0.0024 107.05 77.17 140.31 199.41 105.07 91.71 135.67 76.37 
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[1] 李春生, 王悦齐, 李来好, 等. 传统鱼露发酵过程中细菌群落演替及对其挥发性风味形成的影响分析[J]. 食品科学, 2018, 39(24): 85-92. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201824014 [2] LEE H W, CHOI Y J, HWANG I M, et al. Relationship between chemical characteristics and bacterial community of a Korean salted-fermented anchovy sauce, myeolchi-aekjeot[J]. LWT, 2016, 73: 251-258. doi: 10.1016/j.lwt.2016.06.007
[3] OUJIFARD A, BENJAKUL S, NIRMAL N P, et al. Chemical, nutritional, microbial, and sensory characteristic of fish sauce suragh from Hormozgan, Iran[J]. J Aquat Food Prod Technol, 2021, 30(2): 140-150. doi: 10.1080/10498850.2020.1866727
[4] SONG N E, LEE J Y, LEE Y Y, et al. Comparison of headspace-SPME and SPME-Arrow-GC-MS methods for the determination of volatile compounds in Korean salt-fermented fish sauce[J]. Appl Biol Chem, 2019, 62(1): 1-8.
[5] NAKANO M, SATO H, WATANABE T, et al. Mining online activity data to understand food consumption behavior: a case of Asian fish sauce among Japanese consumers[J]. Food Sci Nutr, 2018, 6(4): 791-799. doi: 10.1002/fsn3.622
[6] WANG Y, LI C, LI L, et al. Application of UHPLC-Q/TOF-MS-based metabolomics in the evaluation of metabolites and taste quality of Chinese fish sauce (Yu-lu) during fermentation[J]. Food Chem, 2019, 296: 132-141. doi: 10.1016/j.foodchem.2019.05.043
[7] 蓝翔, 朱翠翠, 何晓霞, 等. 接种生物胺降解菌对鱼露生物胺含量及品质的影响[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2021, 51(4): 55-64. [8] 周晶, 袁丽, 高瑞昌. 产低温蛋白酶动性球菌的筛选及其在低盐鱼露发酵中的应用[J]. 食品科学, 2021, 42(8): 122-128. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20200314-220 [9] MONTRIWONG A, RODTONG S, YONGSAWATDIGUL J. Detergent-stable salt-activated proteinases from Virgibacillus halodenitrificans SK1-3-7 isolated from fish sauce fermentation[J]. Appl Biochem Biotechnol, 2015, 176(2): 505-517. doi: 10.1007/s12010-015-1591-5
[10] GAO R, ZHOU J, LENG W, et al. Screening of a Planococcus bacterium producing a cold-adapted protease and its application in low-salt fish sauce fermentation[J]. J Food Process Preserv, 2020, 44(8): 1-10.
[11] AKOLKAR A V, DURAI D, DESAI A J. Halobacterium Sp SP1(1) as a starter culture for accelerating fish sauce fermentation[J]. J Appl Microbiol, 2010, 109(1): 44-53. doi: 10.1111/j.1365-2672.2009.04626.x
[12] KANJAN P, SAKPETCH P, MASNIYOM P, et al. Quality characteristics of high salt fermented fish sauce (budu) produced using autochthonous Virgibacillus halodenitrificans PS21 and Staphylococcus simulans PMRS35[J]. Int J Food Sci Technol, 2021, 56(8): 4098-4107. doi: 10.1111/ijfs.15035
[13] 伍蓉莉. 嗜盐四联球菌的筛选及其发酵特性研究[D]. 广州: 华南农业大学, 2018: 14-15. [14] WANG Y, LI C, ZHAO Y, et al. Novel insight into the formation mechanism of volatile flavor in Chinese fish sauce (Yu-lu) based on molecular sensory and metagenomics analyses[J]. Food Chem, 2020, 323: 126839. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.126839
[15] 王香君, 段杉. 保温发酵鱼露中细菌群落的16S rDNA分子生态分析[J]. 食品工业科技, 2019, 40(12): 112-127. [16] OHSHIMA C, TAKAHASHI H, INSANG S, et al. Next-generation sequencing reveals predominant bacterial communities during fermentation of Thai fish sauce in large manufacturing plants[J]. LWT, 2019, 114: 108375. doi: 10.1016/j.lwt.2019.108375
[17] LI C, LIU D, YANG X, et al. Efficient biodegradation of malachite green by a newly isolated Klebsiella pneumoniae strain WA-1[J]. Environ Prog Sustain Energy, 2020, 39(4): 13346.
[18] 于金芝, 徐峰, 徐莹. 高盐稀态酱油生产过程中的生物胺变化规律[J]. 食品与发酵工业, 2016, 42(10): 44-49. [19] JIANG W, XU Y, LI C, et al. Biogenic amines in commercially produced Yulu, a Chinese fermented fish sauce[J]. Food Addit Contam B, 2014, 7(1): 25-29. doi: 10.1080/19393210.2013.831488
[20] WANG Y, LI C, LI L, et al. Effect of bacterial community and free amino acids on the content of biogenic amines during fermentation of Yu-lu, a Chinese fermented fish sauce[J]. J Aquat Food Prod Technol, 2018, 27(4): 496-507. doi: 10.1080/10498850.2018.1450573
[21] LI C, ZHAO Y, WANG Y, et al. Microbial community changes induced by Pediococcus pentosaceus improve the physicochemical properties and safety in fermented tilapia sausage[J]. Food Res Int, 2021, 147(23): 110476.
[22] ZHAO Y, WANG Y, LI C, et al. Novel insight into physicochemical and flavor formation in naturally fermented tilapia sausage based on microbial metabolic network[J]. Food Res Int, 2021, 141(39): 110122.
[23] XU Y, XIA W, YANG F, et al. Effect of fermentation temperature on the microbial and physicochemical properties of silver carp sausages inoculated with Pediococcus pentosaceus[J]. Food Chem, 2010, 118(3): 512-518. doi: 10.1016/j.foodchem.2009.05.008
[24] 郑志颖, 周晶, 袁丽, 等. 混合菌株和外源赖氨酸对鱼酱发酵品质的影响[J]. 食品科学, 2019, 40(12): 7-18. [25] 王炳华, 胡建国, 童光森. 低盐发酵鳀鱼鱼露过程中品质动态变化分析[J]. 中国调味品, 2020, 45(6): 78-82. doi: 10.3969/j.issn.1000-9973.2020.06.017 [26] YANG J, JIANG C, BAO R, et al. Effects of flavourzyme addition on physicochemical properties, volatile compound components and microbial community succession of Suanzhayu[J]. Int J Food Microbiol, 2020, 334: 108839. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2020.108839
[27] XU Y, HE L, XIA W, et al. The impact of fermentation at elevated temperature on quality attributes and biogenic amines formation of low-salt fermented fish[J]. Int J Food Sci Technol, 2019, 54(3): 723-733. doi: 10.1111/ijfs.13986
[28] 江津津, 严静, 郑玉玺, 等. 不同产地传统鱼露风味特征差异分析[J]. 食品科学, 2021, 13(2): 206-214. [29] LI C, ZHAO Y, WANG Y, et al. Contribution of microbial community to flavor formation in tilapia sausage during fermentation with Pediococcus pentosaceus[J]. LWT, 2022, 154(46): 112628.
[30] 王悦齐, 李春生, 李来好, 等. 基于GC-MS联用技术分析传统鱼露发酵过程中挥发性风味成分和脂肪酸组分变化[J]. 水产学报, 2018, 42(6): 984-995. [31] 白佳伟, 陈亮, 周尚, 等. 特级高盐稀态酿造酱油中关键香气物质的分析[J]. 中国酿造, 2019, 38(11): 179-185. [32] 朱萌. 脂肪酸对速酿鱼露香气形成的影响[D]. 武汉: 湖北工业大学, 2020: 23-24. [33] 顾赛麒, 王锡昌, 陶宁萍, 等. 顶空固相微萃取-气质联用及电子鼻技术检测中华绒螯蟹不同可食部位中的香气成分[J]. 食品科学, 2013, 34(18): 239-244. -
期刊类型引用(2)
1. 庄明鸽，江世贵，周发林，黄建华，杨其彬，姜松，杨丽诗. 斑节对虾CFSH基因的克隆及其多功能性探究. 南方水产科学. 2020(04): 90-99 . 
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2. 陈梓聪，陈丕茂，袁华荣，冯雪，佟飞，张皓铭. 斑节对虾幼虾力竭运动后呼吸代谢变化研究. 南方水产科学. 2020(04): 75-83 . 本站查看
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