基于多组学方法的枯草芽孢杆菌产四甲基吡嗪代谢途径解析

程伟; 李娜; 潘天全; 朱晴云; 卫春会; 郭乐乐; 蒋超; 崔战友; 吴再节; 陈雪峰

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2026.09.019

食品研究与开发:2026,47(9):149-158

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基于多组学方法的枯草芽孢杆菌产四甲基吡嗪代谢途径解析

程伟1，李娜1，潘天全1，朱晴云1，卫春会2，郭乐乐3，蒋超4，崔战友4，吴再节4，陈雪峰3*

(1.阜阳师范大学生物与食品工程学院，安徽阜阳 236037；2.四川轻化工大学酿酒科学与技术四川省重点实验室，四川宜宾 644000；3.陕西科技大学食品科学与工程学院，陕西西安 710021；4.安徽文王酿酒股份有限公司，安徽阜阳 236400)

Elucidation of Metabolic Pathway for Tetramethylpyrazine Production in Bacillus subtilis Using Multi-Omics Approaches

CHENG Wei1，LI Na1，PAN Tianquan1，ZHU Qingyun1，WEI Chunhui2，GUO Lele3，JIANG Chao4，CUI Zhanyou4，WU Zaijie4，CHEN Xuefeng3*

(1.School of Biology and Food Engineering，Fuyang Normal University，Fuyang 236037，Anhui，China；2.Brewing Science and Technology Key Laboratory of Sichuan Province，Sichuan University of Science &Engineering，Yibin 644000，Sichuan，China；3.School of Food Science and Technology，Shaanxi University of Science & Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China；4.Anhui Wenwang Brewing Co.，Ltd.，Fuyang 236400，Anhui，China)

摘要

图/表

参考文献

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投稿时间：2025-03-23

中文摘要: 为探究产四甲基吡嗪（tetramethylpyrazine，TTMP）枯草芽孢杆菌ZP菌株（Bacillus subtilis ZP）的蛋白质和风味代谢的途径、关联及差异，该试验采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱（headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）法对B.subtilis ZP菌株发酵液的挥发性组分进行检测，并对该菌株进行全基因组、转录组、蛋白质组和风味组的联合解析。结果表明，B.subtilis ZP菌株的基因组由1个Contig序列组成，大小为3.99×106 bp，该菌株经2种不同培养基发酵后筛选到1 010个差异基因和98个差异表达蛋白质，鉴定出40种显著差异代谢产物，控制糖代谢和氨基酸降解等差异通路的相关基因可能对该菌株产TTMP具有调控作用。

中文关键词: 白酒枯草芽孢杆菌四甲基吡嗪组学代谢机制差异分析

Abstract:To explore the pathways，correlations，and differences in protein and flavor metabolism related to tetramethylpyrazine （TTMP） production in Bacillus subtilis （B.subtilis ZP），this study employed headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS） to analyze the volatile components in the fermentation broth.Additionally，an integrated analysis of the whole genome，transcriptome，proteome and flavorome was performed.The results showed that the genome of B.subtilis ZP consisted of a single contig with a size of 3.99×106 bp.Following fermentation in two different media，1 010 differentially expressed genes and 98 differentially expressed proteins were identified，along with 40 significantly differential metabolites.Genes associated with differential pathways，such as those involved in carbohydrate metabolism and amino acid degradation，may play a regulatory role in TTMP production by B.subtilis ZP.

keywords: Baijiu Bacillus subtilis tetramethylpyrazine omics metabolic mechanism differential analysis

文章编号：202609019 中图分类号： 文献标志码：

基金项目:陕西省重点研发计划项目（2023-ZDLNY-40）；四川轻化工大学酿酒科学与技术四川省重点实验室2025年度开放课题（NJ2025-03）；阜阳师范大学科学研究项目（2024KYQD0136）；文王贡酒企业博士后工作站计划项目（9341761）

作者	单位
程伟	1.阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽阜阳 236037；
李娜	1.阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽阜阳 236037；
潘天全	1.阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽阜阳 236037；
朱晴云	1.阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽阜阳 236037；
卫春会	2.四川轻化工大学酿酒科学与技术四川省重点实验室,四川宜宾 644000；
郭乐乐	3.陕西科技大学食品科学与工程学院,陕西西安 710021；
蒋超	4.安徽文王酿酒股份有限公司,安徽阜阳 236400
崔战友	4.安徽文王酿酒股份有限公司,安徽阜阳 236400
吴再节	4.安徽文王酿酒股份有限公司,安徽阜阳 236400
陈雪峰	1.阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽阜阳 236037；

Author Name	Affiliation
CHENG Wei	1.School of Biology and Food Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang 236037,Anhui,China；
LI Na	1.School of Biology and Food Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang 236037,Anhui,China；
PAN Tianquan	1.School of Biology and Food Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang 236037,Anhui,China；
ZHU Qingyun	1.School of Biology and Food Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang 236037,Anhui,China；
WEI Chunhui	2.Brewing Science and Technology Key Laboratory of Sichuan Province,Sichuan University of Science &Engineering,Yibin 644000,Sichuan,China；
GUO Lele	3.School of Food Science and Technology,Shaanxi University of Science & Technology,Xi'an 710021,Shaanxi,China；
JIANG Chao	4.Anhui Wenwang Brewing Co.,Ltd.,Fuyang 236400,Anhui,China
CUI Zhanyou	4.Anhui Wenwang Brewing Co.,Ltd.,Fuyang 236400,Anhui,China
WU Zaijie	4.Anhui Wenwang Brewing Co.,Ltd.,Fuyang 236400,Anhui,China
CHEN Xuefeng	1.School of Biology and Food Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang 236037,Anhui,China；

引用文本：

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