低聚木糖(XOS)由2-7个木糖分子通过β-(1,4)糖苷键连接形成。体内外研究表明XOS具有益生功能,但这些研究目前仅限于全局代谢过程,而转录调控机制尚不清晰。因此,本论文首先从种水平上分析了不同种双歧杆菌利用XOS的差异性,其次以高效利用XOS的Bifidobacterium animalis subsp.lactis JNFE03菌株作为研究对象,通过细胞生理学和转录组学分析了其利用XOS的代谢通路,并阐明了其代谢XOS关键的转录因子Xos R的调控机制。MDV3100化学结构首先,根据双歧杆菌中的XOS降解酶系系统发育进化关系,通过体外培养实验分析Bifidobacterium adolescentis、Bifidobacterium longum subsp.long、Bifidobacterium pseudocatenulatum、Bifidobacterium animalis subsp.lactis、Bifidobacterium pseudolongum和Bifidobacterium bifidum利用XOS的差异性。获得了一株高效利用XOS的菌株B.animalis subsp.lactis JNFE03,其在XOS碳源体系中发酵培养24 h后,体系OD值为1.01;木四糖和木三糖含量分别下降了79.7%和59.2%;细胞膜不饱和脂肪酸含量和细胞膜流动性增加。在XOS碳源体系中发酵培养该菌株36 h后,该菌株β-木糖苷酶活性增强至4.75 U/m L,短链脂肪酸总含量增加至1793.51μg/m L。在此基础上,通过RNA-seq测序对B.animalis subsp.lactis JNFE03在不同碳源培养基上的差异表达基因进行分析。GO富集分析表明差异表达基因主要集中在ATP结合、膜组成和细胞质组成中。KEGG富集分析表明差异表达基因主要富集在氨基酸代谢、翻译、膜运输等途径。基于生物信息学数据库,对B.animalis subsp.lactis JNFE03利用XOS的途径进行描述。研究发现,B.animalis subsp.lactis JNFE03主要通过ABC转运系统和MFS转运系统摄取XOS并通过OPP转运系统Hereditary PAH、DPP转运系统和LIV转运系统摄取蛋白质。最后,对转录组学结果中获得的Lac I家族转录因子xos R的调控机制进行探究,该转录因子具有螺旋-转角-螺旋(HTH)结构DNA结合域。通过启动子荧光强度测定验证了xos R的启动子PI,并且Xos R转录因子能够在E.coli BL21(DE3)中可溶性表达,分子量约为44.3 k Da,在浓度为20 nmol/L时可与BIFANG＿00034靶点片段结合。通过圆二色谱分析及分子对接模拟进一步发现,Xos R蛋白可以与XOS结合且结合后构象发生变化,不能与原有靶点结合,促进E-616452纯度了结构基因的表达。