全 文 ：·综述与专论· 2015, 31(9):38-48
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
嗜热链球菌是一种重要的工业用乳酸菌，可用
于生产酸奶和奶酪等多种发酵乳制品。长期以来，
人们对嗜热链球菌的研究和应用仅限于传统的菌株
筛选和低效的反复试验之中，难以满足现代食品工
业的需求。而随着人类基因组计划的实施和完成，
基因组学和各种现代生物技术以崭新的面貌呈现，
并以前所未有的速度解析多种生物规律和机理。截
至 2014 年底，京都基因与基因组百科全书（Kyoto
encyclopedia of genes and genomes，KEGG）共公布了
3 511 条全基因组序列，其中细菌 3 036 条，古细菌
176 条，真核生物 299 条［1］。
现代生物技术能够使人们将某一物种的基因组
序列等静态数据，与在不同环境中的基因转录、翻
译及蛋白质修饰等动态数据系统地结合，从整体上
对物种的生长代谢性能进行分析和预测。近几年，
人们应用基因组学、代谢组学、蛋白质组学和转录
组学等方法深入研究了嗜热链球菌的特性，为嗜热
链球菌在现代食品工业中的应用提供了丰富的依据。
本文从嗜热链球菌的种属认定和应用、嗜热链球菌
的基因组学特征和发酵特性、嗜热链球菌的防御体
系、以及与保加利亚乳杆菌的共生机制等方面，依
据现代生物技术的研究，对嗜热链球菌的特性和应
收稿日期 ：2014-11-14
基金项目 ：国家“863”计划项目（2011AA100902，2012AA022108）
作者简介 ：田辉，男，博士研究生，研究方向 ：乳品科学与工程 ；E-mail ：qingdaoyun08@163.com
通讯作者 ：霍贵成，男，教授，博士生导师，研究方向 ：食品科学 ；E-mail ：gchuo58@126.com
嗜热链球菌的特性与应用研究进展
田辉  梁宏彰  霍贵成  Evivie Smith Etareri
（东北农业大学 乳品科学教育部重点实验室，哈尔滨 150030）
摘 要 ： 嗜热链球菌是一种重要的工业用乳酸菌，广泛应用于发酵乳制品生产。近年来，对嗜热链球菌的研究已不仅仅停
留于应用方面，而有关该菌基因组学等深层次特性机理的研究越来越多，对嗜热链球菌的研究和应用开发具有较好的参考价值。
综述了嗜热链球菌的认定和应用、基因组学特征、发酵特性、噬菌体防御和共生机制等方面的研究进展，并展望了现代生物技术
在嗜热链球菌特性研究中的应用前景。
关键词 ： 嗜热链球菌 ；基因组 ；发酵 ；噬菌体 ；共生
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.09.006
Research Progress on the Property and Application of Streptococcus
thermophilus
Tian Hui Liang Hongzhang Huo Guicheng Evivie Smich Ecareri
（Key Lab of Dairy Science of Ministry of Education，Northeast Agricultural University，Harbin 150030）
Abstract: Streptococcus thermophilus is one of the most important species of lactic acid bacteria in industry, and it is widely used in the
process of producing fermented milk. This review discusses researches on the qualification and application of S. thermophilus, the properties
of genome and fermentation, phage defense system, and symbiotic mechanism. In the end, the potential application of modern biological
technologies in the study of S. thermophilus properties is prospected.
Key words: Streptococcus thermophilus ；property ；genome ；fermentaion ；phage ；protocooperation
2015,31(9) 39田辉等：嗜热链球菌的特性与应用研究进展
用展开论述，为乳品微生物研究提供数据支持。
1 嗜热链球菌的认定与应用
乳酸菌是一类公认安全的食品级微生物，普遍
存在于水果、蔬菜、谷物、酒、牛乳和人类胃肠道
及泌尿生殖道等诸多环境中。乳酸菌能够代谢乳糖
和葡萄糖等产生乳酸，被广泛应用于发酵乳制品、
肉制品和青贮饲料等生产中。乳酸菌对人类健康具
有重要作用，如人体肠道内的乳酸菌通过产生细菌
素拮抗有害微生物。另外，乳酸菌发酵产生的短链
脂肪酸和胞外多糖等代谢产物都是有益物质。乳酸
菌是一类细菌的统称，所包含的种属涉及到乳球菌
属（Lactococcus）、肠球菌属（Enterococcus）、酒球菌
属（Oenococcus）、片球菌属（Pediococcus）、链球菌
属（Streptococcus）、 明 串 珠 菌 属（Leuconostoc）、 和
乳杆菌属（Lactobacillus）等［2］。
嗜热链球菌作为一种重要的工业用乳酸菌，广
泛应用于发酵乳制品的生产之中，其重要性仅次
于第一位的乳酸乳球菌，其每年的市场份额约为
400 亿美元［3］。鉴于嗜热链球菌在食品发酵中具有
悠 久 历 史， 欧 洲 食 品 安 全 局（European food safety
authority，EFSA） 认 定 其 具 有 安 全 资 格（Qualified
presumption of safety，QPS）［3，4］。作为最经典的酸
奶发酵剂菌种，嗜热链球菌常与保加利亚乳杆菌
（Lactobacillus bulgaricus）一起用于酸奶生产，通过
共生作用，二者相互促进，大大提高生长速度并改
善酸奶品质［5］。嗜热链球菌是一种耐高温型乳酸菌，
在酸奶和硬质奶酪生产中可耐受较高的发酵和加工
温度［6］，与同为耐高温型乳酸菌的保加利亚乳杆菌
或瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus）一起用于生
产，共同作用，快速产酸，赋予产品良好的质构特
性和风味［7］。
人们对嗜热链球菌的分离与研究工作开始于上
个世纪初。1991 年，首次报道了嗜热链球菌的部分
特性 ：革兰氏阳性、不运动、无芽孢、过氧化氢酶
阴性、兼性厌氧、同型乳酸发酵、可生存于牛乳房
黏膜和生牛乳中，而通过分析对比 16S rRNA 和超氧
化物歧化酶 sodA 基因得知，与嗜热链球菌亲缘相近
的是唾液链球菌和前庭链球菌，因此，嗜热链球菌
曾一度被划为唾液链球菌的一个亚种，直到 1991 年
通过 DNA-DNA 重组实验才将嗜热链球菌恢复到种
的水平［6，8］。随后，嗜热链球菌被美国和欧盟确定
为 93 个链球菌属中唯一的公认安全菌种［9］。现在，
人们每年摄食的活体嗜热链球菌约 1021 个，在注重
饮食营养与安全的现代生活中，由嗜热链球菌发酵
生产的酸乳已成为一种遍布世界各地的产业化健康
美食［6］。
发酵乳制品的产业化使得人们对发酵剂菌种（嗜
热链球菌、保加利亚乳杆菌和乳酸乳球菌）提出更
严格的要求，如何开发利用嗜热链球菌，研制出满
足要求的工业发酵剂，是嗜热链球菌研究的新内容。
现代乳制品产业多采用的固定菌株，以及酸奶发酵
剂的单一化，导致产品种类不足、生产过程易受噬
菌体侵染等诸多缺点，因此分离和筛选新菌种作为
发酵剂成为亟待解决的问题［10］；而另一方面，对候
选菌种特性的了解程度，会直接影响到其产品质量
的安全性与稳定性。所以，如何全面了解候选菌种
的多方面特性是新菌株筛选所面临的一大难题。
2 嗜热链球菌的基因组学研究
2.1 嗜热链球菌的基因组特征
从 2001 年第一株乳酸菌（乳酸乳球菌 IL1403）
的全基因组测序完成，以后每年公布的乳酸菌全基
因 组 序 列 的 数 量 不 断 增 加。2008 年，Mayo 等［11］
报道乳酸菌的全基因组序列有属于 15 个种类的
20 多株被公布，其中包括嗜热链球菌 CNRZ1066、
LMG13811 和 LMD9。2011-2013 年 公 布 测 序 全 基
因组完成的嗜热链球菌有 JIM8232、MN-ZLW-002、
ND03 和 MTCC5461［12，13］。截至 2014 年底，在 Nat-
ional Center for Biotechnology Information（NCBI） 网
站能够查询到详细信息的嗜热链球菌有 7 株，分别
是 CNRZ 1066（基因组编号 CP000024）、LMG 13811
（ 基 因 组 编 号 CP000023）、LMD-9（ 基 因 组 编 号
CP000419）、MN-ZLW-002（基因组编号 CP003499）、
ND 03（ 基 因 组 编 号 CP002340）、JIM 8232（ 基 因
组 编 号 FR875178） 及 ASCC 1275（ 基 因 组 编 号
CP006819），见表 1［14］。通过统计分析表明 ：其基
因组大小在 1.85 Mb 左右，含单一环状染色体，不
含或含少量质粒，G+C 含量低，约含有 2 000 个基因，
不同嗜热链球菌的基因组在碱基水平上的相似度约
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.940
表 1 七株嗜热链球菌的全基因组信息
名称 染色体数 质粒数 碱基数 /Mb G+C% 基因数 编码蛋白质种类 GenBank 登录号 参考文献
MN-ZLW-002 1 - 1.84 852 39.10 2 046 1 910 CP003499 ［16］
ND 03 1 - 1.83 195 39.00 2 038 1 919 CP002340 ［17］
JIM 8232 1 - 1.92 990 38.90 2 230 2 145 FR875178 ［18］
LMD-9 1 2 1.86 418 39.09 2 008 1 715 CP000419 ［2］
CNRZ 1066 1 - 1.79 623 39.10 2 000 1 915 CP000024 ［12］
LMG 13811 1 - 1.79 685 39.10 1 973 1 888 CP000023 ［12］
ASCC 1275 1 - 1.84 550 39.10 1 962 1 700 CP006819 ［19］
注 ：“-”表示无相关数据
95%［15］。嗜热链球菌与真核生物相比具有基因组小、
不含内含子、富含多种营养物质运载体基因、代谢
底物合成和分解基因以串联形式组成的操纵子等特
点，为基因的高效转录、表达产物快速发挥作用奠
定了基础，也为其组学研究创造了有利条件。
2.2 嗜热链球菌的基因组进化
嗜热链球菌 CNRZ 1066 和 LMG 13811 分离自法
国和英国传统酸奶，是首次完成全基因组测序的嗜
热链球菌，其序列特征见表 2。CNRZ 1066 和 LMG
13811 菌株都含有一个约 1.80 Mb 的染色体，含约
1 900 个编码序列，其中近 80% 与链球菌属中其他
菌种的序列同源，证实了嗜热链球菌在细菌分类中
的重要地位。而两株菌（CNRZ 1066 和 LMG 13811）
间也存在 90% 以上的同源序列，表明两者可能由共
同的祖先菌株进化而来，根据两者基因组特征和自
然突变速率估测，如果按照每天细胞裂殖 1-10 代
计算，两株菌的共同祖先可追溯至 107 代之前，即
3 000-30 000 年前，与人们开始制作发酵乳制品的
时间相吻合，说明此时人们已经开始使用嗜热链球
菌了。Bolotin 等［12］ 于 2004 年对这两株菌（CNRZ
1066 和 LMG 13811）的全基因组序列进行了比较发
现，嗜热链球菌与链球菌属的其他菌种相比，基因
组中明显发生了基因退化，其中 10% 的假基因多为
糖代谢相关基因。因此，推测嗜热链球菌发生基因
退化之前，其糖代谢基因可正常发挥作用，使菌株
具有广泛的环境适应能力，其部分糖代谢基因失活
是由于长期被人们应用于乳制品的发酵中，对糖类
贫乏的乳环境（只含乳糖）的产生了适应 ；另一方
面，嗜热链球菌基因组缺少存在于致命性链球菌中
的诸多致病相关基因，如肺炎链球菌（Streptococcus
pneumoniae）、生脓链球菌（Streptococcus pyogenes）、
无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）和引起龋齿的
变形链球菌（Streptococcus mutans）［12，20］。因此，现
代生物技术的组学在嗜热链球菌研究中的应用，明
确了嗜热链球菌的进化进程，也证实了嗜热链球菌
的安全性。
2.3 基因的水平转移
不同菌株的基因组之间存在差异，可能是由基
表 2 嗜热链球菌 CNRZ 1066 和 LMG 13811 的基因组特征
特征 CNRZ1066 LMG18311
基因组大小 /bp 1 796 226 1 796 846
G+C 含量 39% 39%
编码序列 1 915 1 890
存在于两个基因组中的编码序列 1 785（93.2%） 1 785（94.4%）
假基因 182 180
插入 - 缺失（indels）区域的数量（>50bp） 25 30
总 indels 的碱基数 /bp 72 180 71 692
单核苷酸多态性（ANPs）碱基数 2 905 2 905
小型（1-3 个碱基）替换序列 362 362
原噬菌体 1 -
CRISPR 基因座数（每个基因座中重复数） 1（42） 2（34、5）
2015,31(9) 41田辉等：嗜热链球菌的特性与应用研究进展
因丢失、基因重叠和基因的水平转移等引起的［2］。
2011 年，Delorme 等［18］对一株分离自乳中的嗜热
链球菌 JIM 8232 进行了基因组测定分析。由于能够
产生黄色色素，因此该菌株具有较高的特异性。通
过比较基因组学分析发现，JIM 8232 基因组中存在
一段长度为 129 kb 的特异性序列，这段序列可分
为 2.6-55 kb 长度不等的 9 个区域，其中胞外多糖
基因簇、限制 / 修饰系统和规律成簇的间隔短回文
重复（Clustered regularly interspaced short palindromic
repeats，CRISPR）序列为该段的高变异区域，另外
3 个区域与抗氧化代谢相关，这 6 个区域的两侧都
有基因座等移动元件 ；而最后 3 个区域为整合区域，
包括剪接酶合成基因以及两个主要的基因岛（色素
合成操纵子和 prtS 蛋白酶基因）。这些区域的特性说
明它们是通过基因水平转移的方式整合到基因组上
的，说明基因水平转移在嗜热链球菌基因组进化中
起到了重要作用。
嗜热链球菌 CNRZ 1066 和 LMG 13811 是两株亲
缘较近的菌株，然而它们在胞外多糖合成、限制 / 修
饰系统、原噬菌体和 CRISPR 基因座等基因序列上
存在差异［12］。2011 年，在荷兰召开的第 10 届乳酸
菌专题讨论会上，Goh 等［9］介绍了将一株性能优良
的嗜热链球菌 LMD-9 与两株菌 CNRZ 1066 和 LMG
13811 进行基因组比较分析，发现菌株 LMD-9 也拥
有一段长度为 114 kb 的特异性序列，其中包括组氨
酸合成、细胞表面蛋白酶、宿主防御机制和原噬菌
体、假定粘液粘附蛋白、肽类运载体以及胞外多糖
合成的相关基因，根据同源性分析表明这些特异性
基因是菌株在特定乳环境中通过水平基因转移获得。
事实上，嗜热链球菌的一些重要特性与基因水平转
移是密不可分的，如胞外多糖的合成，细菌素的产生，
限制性修饰系统及耐氧力等［2］。
3 嗜热链球菌发酵特性
牛乳富含多种营养物质，适合多种微生物生长
和繁殖，而嗜热链球菌发酵牛乳时，具有快速生长
产酸的特点，从而创造适合另一部分乳酸菌生长的
酸性环境。嗜热链球菌能够在众多微生物中占据初
期生长优势，主要在于其发酵过程中独特的糖代谢
和蛋白质代谢能力，转录组学和蛋白质组学为人们
对其发酵特性的研究提供了重要技术手段。
3.1 嗜热链球菌的基因表达特征
Derzelle 等［21］在 2005 年首次测定了嗜热链球
菌 LMG 18311 在牛乳和 M17 中生长的蛋白质组，分
析了菌株在两种基质中的蛋白质表达差异，重点研
究了与氨基酸摄入相关的酶，如肽酶 PepX 和一些
氨基酸合成酶。研究发现菌株在两种基质中生长 1.5
h 后，主要蛋白表达差异是丙酮酸盐甲酸盐裂合酶
（Pfl）、参与氨基酸与嘌呤合成的蛋白质，推测可能
是由于乳中缺少必要的遗传物质，嗜热链球菌在乳
中生长时 Pfl 高表达，因为它参与嘌呤的合成过程，
而嘌呤是重要的遗传代谢物质。通过 Northern blot
对 pfl 基因的 mRNA 进一步研究发现，在乳中生长
时，pfl 基因表达上调，导致 Pfl 酶的含量增加，而
向乳中添加甲酸和嘌呤碱基后，pfl 基因的表达水平
降低，Pfl 酶的合成减弱，证明了 Pfl 酶在以甲酸盐
为底物的合成反应中的重要作用，探索了 Pfl 酶的
表达调控特性［21，22］。随后 Salzano 等［23］测定了嗜
热链球菌 ATCC 19258 的细胞质蛋白和细胞膜蛋白，
鉴定了对应于 458 个基因的蛋白质，包括参与碳源、
脂肪酸、氨基酸和核酸代谢的酶类，基因复制、转录、
翻译、细胞壁合成的蛋白酶类，以及与乳制品加工
性能有关的重要蛋白质（如乳糖的摄入和胞外多糖
的合成），实验结果有利于进一步分析和对比不同菌
体的蛋白质组，为工业生产中优良菌株的筛选提供
参照。Herve-Jimenez 等［22］ 测定了关于 LMG 18311
在乳中生长的细胞质蛋白质组图谱，鉴定了 203 个
不同的蛋白质，占理论蛋白质组的 32%。通过转录
组学和蛋白质组学方法分析了菌株在乳中不同生长
阶段（2.5 h 和 5.5 h）的生理状况，确定了菌株生长
后期上调表达的蛋白质分别为 ：（1）肽类与氨基酸
的运载体，及特定氨基酸尤其是含硫氨基酸的合成；
（2）糖类代谢中的相关蛋白质。新技术的应用使人
们对嗜热链球菌在牛乳环境中生长的基因表达特征
有了全局认识，为嗜热链球菌代谢特性的研究提供
了更为深入的数据。
3.2 糖类代谢的研究
嗜热链球菌能够快速代谢牛乳中乳糖生成乳酸
的能力，是其广泛应用于酸奶和奶酪生产的重要特
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.942
性之一［21］。嗜热链球菌长期生长在牛乳环境中使其
糖类代谢力退化，可利用的糖类较少，主要有乳糖、
蔗糖、葡萄糖、半乳糖和果糖等，其中能够利用半
乳糖和果糖的只占少数［6］。嗜热链球菌糖类代谢类
型是同型乳酸发酵，代谢产物除 L-乳酸外，尚有微
量的甲酸盐、乙偶姻（3- 羟基 -2- 丁酮）、丁二酮、
乙醛和醋酸盐等［6］及与发酵乳风味形成的相关物质。
3.2.1 乳糖代谢系统 牛乳中的糖种类单一，但其
中的乳糖含量相对比较丰富，长期的进化使嗜热链
球菌对乳糖具有较强的偏好性［24］。当分别以 3 种糖
（乳糖、蔗糖和葡萄糖）为单一碳源时，嗜热链球菌
A147 在葡萄糖基质中生长时会出现迟滞期延长、生
长速率为缓慢的现象。以蔗糖和果糖为代谢底物时，
其糖转运系统中可以检测到磷酸烯醇式丙酮酸依赖
型磷酸转移酶系统（PTS）代谢活力。而以葡萄糖、
乳糖和半乳糖为底物时则没有出现该现象，进一步
研究表明，乳糖和半乳糖的转运是通过乳糖渗透酶
（LacS）二级转运蛋白进行的，该菌的糖转运特征如
表 3 所示［24］。对于大部分乳酸菌，葡萄糖是典型
的 PTS 碳源，能够被迅速摄取并利用，而对于嗜热
链球菌，葡萄糖却是一种非 PTS 碳源，并且其利用
率显著低于另一种非 PTS 糖类——乳糖［25］。Bolotin
等［12］ 在 菌 株 CNRZ 1066 和 LMG 13811 的 基 因 组
中发现，有 7 个基因座编码 PTS 系统（ptsG、fruA、
bglP、treP、manLMN、celB 和 scrA）、2 个基因座编
码 糖 类 ABC 转 运 体（malEF，stu/str0808-811）、2
个编码糖类转运体 lacS 和 stu/str0855，但是这些基
因中含有大量的假基因以及无编码功能基因，说明
嗜热链球菌产生了基因丢失性进化［6］，因此，结合
嗜热链球菌 A147 糖转运系统的研究可知，引起上述
差异的主要原因在于嗜热链球菌在进化过程中丢失
了葡萄糖 PST 转运系统相关基因，大大降低了葡萄
糖摄取能力，而乳糖的代谢基因却得到保留，包括
乳糖渗透酶（LacS）和 β-半乳糖苷酶（LacZ），其中
LacS 是一种转运乳糖的非磷酸系统转移酶［21，25］，而β-
半乳糖苷酶是乳糖 / 半乳糖的反向运载体［6］。乳糖
进入菌体后被 β-半乳糖苷酶分解为半乳糖和葡萄糖，
其中的葡萄糖可被嗜热链球菌株利用，而半乳糖一
般情况下不被利用，经 LacZ 排出体外。
嗜热链球菌不能代谢半乳糖的特性也从基因水
平上得到了解释。嗜热链球菌中多数是不能利用半
乳糖的，然而 van den Bogaard 等［26］发现在半乳糖
代谢阴性菌株中也存在编码半乳糖代谢（Leloir 途
径）的基因（galK-TEM），与阳性突变菌株的基因
进行比较发现，限制大多数嗜热链球菌半乳糖代谢
的主要原因并非是缺少相关的代谢基因，而是其表
达的半乳糖激酶活力较低所致［27，28］（图 1）。该发
现揭示了嗜热链球菌糖代谢的重要机理，改变了以
往人们的观点，为以后的代谢调控提供了数据参考，
指明了正确的研究途径。
3.2.2 糖代谢调控因子 嗜热链球菌的乳糖代谢基
因簇是高度保守的，包括半乳糖代谢（Leloir 途径）
基因和乳糖代谢（转运和分解）基因，这些基因连
接在一起组成一个基因簇，即 galKTEMlacSZ。在
galK 基因上游有一个转录调控子编码基因 galR，它
能对两个操纵子（galKTEM 和 lacSZ）的转录进行正
调控［27］。半乳糖代谢阳性菌株 CNRZ 302 能够较高
水平地表达 galKTE，经过分析表明，其 galK 启动
子区域出现了特定变异［27］。两个操纵子除了受 galR
的正调控外，其中 lacS 启动子还受分解代谢控制
蛋白 CcpA 的调控。CcpA 通过 lacS 启动子区的 cre
（CcpA 感应因子）而产生作用，抑制 lacSZ 表达，
减少乳糖的摄入，同时又能提高糖酵解过程中 3 种
关键酶（乳酸脱氢酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶）
的表达，加速胞内糖的酵解。CcpA 突变菌株的乳糖
摄入和分解能力大大增加，但却将大量半乳糖和葡
萄糖排出胞外，从而导致乳酸生成速率和菌株生长
速率大大降低，这说明 CcpA 对 lacS 启动子的调控
能力可以使乳糖摄入和分解过程与整个糖酵解过程
达到更好的平衡［25］。通过 DNA 微阵列实验对比嗜
表 3 嗜热链球菌 A147 的糖类转运机制
底物 生长
转运机制
PEP-PTS 二级转运
乳糖 + - +
半乳糖 - - +
葡萄糖 +/- - ？
蔗糖 + + -
果糖 + + -
注：“生长”栏中“+”表示在对应基质中可生长，“-”表示不生长；“转运机制”
中“+”表示可转运对应糖类，“-”表示不可转运，“？”表示未检测到对
该糖的转运
2015,31(9) 43田辉等：嗜热链球菌的特性与应用研究进展
热链球菌野生菌株和 CcpA 突变菌株发现，CcpA 的
突变影响了大量的转录调控子，其中包括金属离子
转运系统的一些调控子，说明 CcpA 不仅能调控糖
代谢，还参与其他代谢途径［6］。
3.2.3 胞外多糖合成 胞外多糖能够改善发酵乳制
品组织和流变特性，防止脱水收缩，产生丝滑柔顺
的组织特性，赋予产品良好的口感和味觉［6］。多种
细菌具有产生胞外多糖的能力，如果胞外多糖结合
mRNA
1.2 kb 3.7 kb 5.2 kb
lacZlacS
lacZlacS
galMgalEgalT
galMgalEgalT
zmpB
1000
PCR fragments
18311
LMG
A147
CNRZ 302
B
C
A
D
E F I J K
HG
2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000
transp
galR galK galT galE galM lacS lacZ sbcD
galKgalR
于细胞表面称为荚膜多糖（Capsular polysaccharides，
CPS），如果脱离细胞而释放到培养基中则称为胞外
多 糖（Extracellular polysaccharide，EPS）。 胞 外 多
糖又可根据其组成单元是一种单糖还是不同单糖而
分为同型多聚糖和杂型多聚糖。首次被测定结构的
EPS 产自菌株 CNCMI 733、734 和 735，它们产生的
胞外多糖中 D-半乳糖∶D-葡萄糖∶2- 乙酰 - 氨基 -2-
脱氧 -D-半乳糖的比例为 2∶1∶1［29］，大多数嗜热
链球菌产生杂多聚糖的胞外多糖，也有一些菌株产
生的是荚膜多糖［6，30］。嗜热链球菌的 EPS 结构多样，
组成单元主要由半乳糖、葡萄糖和鼠李糖组成，但
也有 N-乙酰基 - 半乳糖胺、果糖和乙酰基半乳糖［30］。
嗜热链球菌产生胞外多糖的特性具有菌株特异性，
与生长速率相关，而且其合成与分子结构明显受生
长条件，如温度、pH、碳源种类、浓度及 C/N 比等
影响［31］。
目前有至少 12 个不同的 eps 基因簇序列被测定
和公布，但通过限制性片段长度多态性（Restriction
fragment length polymorphism，RFLP）分析，却发现
有 60 多个不同的 eps 基因簇存在［32］。Eps 基因簇主
要包括调控基因（epsA、epsB）、糖链长度控制基因
图 1 嗜热链球菌 gal-lac 基因簇［26］
（epsC、epsD）、重复性片段单元的合成基因（epsE、
epsF、epsG、epsH 和 epsI）、单元聚合及多糖释放控
制基因（epsK、epsL 和 epsM）［30，31］。嗜热链球菌胞
外多糖合成途径相对保守，并与同属中其他链球菌
相似［31］，由葡萄糖 -6- 磷酸开始，生成葡萄糖 -1- 磷
酸，经 UDP-葡萄糖焦磷酸化酶形成 UDP-葡萄糖参
与合成 EPS［6］。Rasmussen 等［7］基于已公布的 2 200
个基因设计了 DNA 微阵列，分析了 47 株链球菌的
基因组，发现几乎所有菌株都含有 deoD-epsABCD
基因，7 株菌没有 epsE（编码半乳糖 -1 磷酸或葡萄
糖 -1- 磷酸转移酶），2 个菌株不含 epsA（编码转录
调控子），但在其他胞外多糖合成基因和整个基因簇
组织上存在多种形式，证明 eps 基因簇结构的高度
可变性。比较 CNRZ 1066、LMG 18311 和 LMD-9 三
株嗜热链球菌的全基因组发现，嗜热链球菌 LMD-9
有两个 eps 基因簇，分别为 eps 基因簇和 rgp 基因簇，
3 株嗜热链球菌和一株唾液链球菌（SK126）的 eps
基因序列相似度在 90% 以上，尤其是在 5 和 3 两
端的区域，而且两端的保守区域分别与 deoD（编码
嘌呤核苷磷酸酶）和 bglH（编码 β-糖苷酶）毗邻［9］。
嗜热链球菌 eps 基因簇中一些移动元件也发现于其他
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.944
链球菌和乳酸乳球菌，说明了 eps 基因簇的可移动性。
嗜热链球菌 CNRZ 1066 和 Sfi6 基因组中的 eps 基因
簇的同源［32］，也说明了这个问题。eps 基因簇的高
变异性可能由于其在水平基因转移或基因重组过程
中插入片段或丢失片段等原因［30］。大量关于嗜热链
球菌全基因组的分析都证明 eps 基因簇与基因水平
转移相关，如 JIM 8232［18］，以及在 ND03 基因组中
发现 eps 基因簇存在多拷贝的 IS 元件，而这些元件
也导致菌株 eps 基因具有较高特异性［17］。
许多乳酸菌产 EPS 的性状是不稳定的，甚至
可能会永久性丢失。在乳酸乳球菌中，由于多糖控
制基因存在于质粒上，因此可以用质粒的不稳定来
解释 EPS 的性状丢失，但嗜热链球菌的 eps 合成基
因全部存于染色体上，其性状不稳定可能是一些插
入元件插入在 eps 基因簇的内部或者与其相连所致，
也可能是由于整体基因组不稳定性导致 EPS 的产生
具有可变性［30］。而从另外一个角度来看，其可变性
又为阴性嗜热链球菌获得产 EPS 的特性提供了机会。
3.3 蛋白质代谢的研究
3.3.1 关键代谢基因 prtS 乳中氨基酸和短肽含量
虽然相对较少，但却富含大量蛋白质，主要包括酪
蛋白和乳清蛋白，其中酪蛋白通过钙离子交联以胶
束形式存在，因此不能直接被乳酸菌摄入，所以嗜
热链球菌通过多种蛋白酶及氨基酸肽类转运系统将
乳中酪蛋白水解为二肽、三肽及多肽，摄入至胞内
参与氨基酸和蛋白质的合成、降解等代谢［22］。与乳
酸乳球菌蛋白质水解系统相比，嗜热链球菌对外源
氨基酸的摄入能力较弱［21］。乳酸乳球菌主要依靠细
胞壁蛋白酶（PrtP）分解乳中酪蛋白为自身提供所
需求的氨基酸，而嗜热链球菌中仅有少数菌株具有
细胞外蛋白酶（PrtS）。PrtS 是枯草杆菌蛋白酶家族
的一种丝氨酸蛋白酶，能分解乳蛋白，提供肽类和
氨基酸，使嗜热链球菌在乳中快速生长，当菌株含
有该酶时，菌体密度能够迅速达到 109 CFU/mL，而
不含该酶的菌株最多只能达到 108 CFU/mL［22，33］。
在发酵乳制品生产和优良发酵剂的评估中，嗜热链
球菌的生长速率可由产酸速率来体现，产酸速率越
高代表发酵剂的生长性能越好。因此，PrtS 蛋白酶
的存在与否将决定嗜热链球菌是快产酸型菌株或是
慢产酸型菌株，尤其当嗜热链球菌以单菌株作为发
酵剂时，PrtS 更能起到关键作用。嗜热链球菌作为
生长起始菌株，能快速生长产酸，使 pH 值迅速降
低，因此常选用产酸性能较强的嗜热链球菌作为工
业生产用菌株［10］。而在 INRA 所收集的 135 株菌中，
仅有 21 株为细胞壁蛋白酶阳性菌株，表明了 prtS 基
因在嗜热链球菌中的稀有性。嗜热链球菌中 prtS 是
一个长为 15 kb 的基因，存在于菌株 LMD 9，而不
存在于菌株 LMG 18311 和 CNRZ 1066［6，33］，可能通
过水平基因转移获得。Dandoy 等［33］将 PrtS 阳性菌
株的 prtS 基因转化到 3 株产酸较慢的 PrtS 阴性菌株
（LMG 18311、DGCC 7666 和 DGCC 7891）中，使重
组菌株产酸速率提高 2.4 倍，迟滞期缩短，产酸至
pH 5.2 的时间缩短 2-3 倍。该实验的成功为乳品发
酵剂定向改造提供了新思路，即可以将不同的乳品
工业相关特征（快速产酸、组织结构的影响、细菌
素的产生、抗噬菌体等）组合到单株菌中，使人们
在生产中利用单菌株即可达到产品要求，既简化了
生产步骤，又节约了成本投入。
3.3.2 氨基酸合成特性 由上可知，大部分嗜热链
球菌不能水解酪蛋白，而依靠自身氨基酸合成和细
胞内肽酶的作用来满足自身氨基酸需求主要。氨基
酸的合成对嗜热链球菌的生长具有关键作用，尤其
是支链氨基酸的合成，是其在天然牛乳环境中生长
的关键途径之一［22］。虽然一些菌株能够满足自身的
氨基酸需要，但是也有一部分菌株不能合成特定的
氨基酸。对菌株 LMD 9 与 LMG 18311 和 CNRZ 1066
的基因组比较分析发现，其基因组缺少谷氨酸合成
基因，这一结果解释了该菌株不能在谷氨酸和谷氨
酰胺都缺少的环境中生长的现象［6］。尽管氨基酸合
成对嗜热链球菌具有重要作用，在基因组序列中氨
基酸合成的基因序列也是高度保守的，但其中也含
有一定数量的假基因，如在菌株 LMG 18311 中，假
基因包括参与合成丙氨酸、赖氨酸、支链氨基酸和
含 硫 氨 基 酸 的 alaD、dapE、ilvD 和 yhcE 基 因， 另
外菌株 CNRZ 1066 中的天冬氨酸氨基转移酶 aspC3
也是假基因［6］。生物信息学预测嗜热链球菌 LMG
18311 和 CNRZ 1066 具有合成除了组氨酸外的其他
氨基酸的所有基因，但是经过实验验证的只有参与
支链氨基酸和脯氨酸合成的基因。由于大部分嗜热
2015,31(9) 45田辉等：嗜热链球菌的特性与应用研究进展
链球菌都能在混合有谷氨酰胺、甲硫氨酸、亮氨
酸、异亮氨酸、缬氨酸和组氨酸的底物中生长，因
此推测其他氨基酸可以由菌株自身合成［6］。更多关
于 CNRZ 1066 和 LMG 13811 的基因组序列的分析研
究表明，嗜热链球菌有 20 多种潜在的胞内肽酶［12］。
其中一些肽酶的基因序列已被克隆并研究，包括
两个氨肽酶基因（pepN 和 pepC）、一个内肽酶基因
（pepO）、一个 X-脯氨酰 - 二肽酰基 - 氨基肽酶基因
（pepX）和一个氨肽酶（pepS）［34］。一株营养缺陷嗜
热链球菌中，由于肽的转运、支链氨基酸和嘌呤的
合成基因失活，使得该菌株不能在乳中生长，因此，
嗜热链球菌的正常生长需要具有自身转运肽类并转
化为氨基酸或合成氨基酸的能力［21］。
3.3.3 氮代谢调控因子 菌株 LMG 18311 和 CNRZ
1066 的基因组中发现了乳酸乳球菌中调控基因的同
系 物， 如 CodY（Stu1635）、ArgR（Stu0048）、GlnR
（Stu0177）、AhrC（Stu1214） 以 及 FhuR（Stu0520、
Stu0452 和 Stu0872）。CodY 蛋 白 是 存 在 于 革 兰 氏
阳性细菌中的一种上游转录调控因子，它能调控蛋
白水解系统中相关基因的表达，当细胞内支链氨基
酸（异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸）的浓度增大时，
CodY 能够结合到蛋白水解系统相应基因操纵子的上
游序列，从而阻止这些基因的表达。在营养物质缺
乏时支链氨基酸浓度降低，菌株生长进入稳定期，
此时蛋白水解系统的基因被诱导表达，帮助菌体适
应营养僵乏的环境。本实验室根据已公布的嗜热链
球菌 CNRZ1066 和 LMD-9 的基因组信息，推断嗜热
链球菌中也应含有一个类似的调控蛋白 CodY，并
根据嗜热链球菌基因组序列设计了引物 Co1 和 Co2，
分别对 5 株嗜热链球菌的 CodY 基因进行 PCR 扩增，
证实了 codY 基因的存在，嗜热链球菌的 codY 基因
序列具有非常保守的特点。实验进一步证实了 CodY
蛋白在嗜热链球菌蛋白代谢中的调控作用，为高效
酸奶发酵剂的开发提供了理论依据［35］。
4 嗜热链球的防御体系
生产环境较为安全、杂菌污染较少的乳制品生
产发酵过程中，嗜热链球菌遭受噬菌体污染也成为
了一个难以避免的难题。
嗜热链球菌对于噬菌体存在一定的防御机制。
其中成簇的短间隔回文重复序列以及其相关核酸内
切酶系统（CRISPR-Cas），是人们研究最多的噬菌
体防御系统。该系统的 Cas（CRISPR-associated）核
酸内切酶通过 CRISPR 序列相关 RNA（crRNA）的
定向诱导对外源 DNA 片段进行特异性切割，达到使
噬菌体侵染流产的目的。另外，切割后产生的外源
DNA 碎片会整合到 CRISPR 序列中，加强 crRNA 的
定向诱导作用。因此，该系统是一个天然的分子免
疫系统。
通过比较分析发现，嗜热链球菌中存在多种类
型的 CRISPR-Cas 系统，而且几乎都含有 1-4 个不
同的 CRISPR 序列。本实验室邓凯波等［36］研究实验
室菌种库中 8 株嗜热链球菌的 CRISPR 序列，分别
检测了菌株中的 CRISPR 序列的存在，并分析了序
列同源性，结果表明除 1 株菌含有 1 个 CRISPR 结
构外，其余 7 株菌均含有 3 个结构，序列长度最长
为 2 853 bp，最短仅为 101 bp。通过同源性比对发
现，CRISPR 序列中的重复序列与远缘菌种具有较高
同源性，表明 CRISPR 序列可能通过水平基因转移
获得。该研究对我国野生嗜热链球菌抗噬菌体性能
的研究提供参考，有利于高品质自主发酵剂研究的
进展。
5 与保加利亚乳杆菌的共生作用机制
嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌在发酵牛乳的过
程中，能够相互提供营养物质和生长因子，使生长
和产酸速度得到很大提升，被称为共生作用。这种
共生作用体现在多方面，其中最为明显的是保加利
亚乳杆菌利用细胞壁蛋白酶水解乳蛋白，产生肽类
和游离氨基酸，为蛋白水解力相对较差的嗜热链球
菌提供氮源需求［21］；同时嗜热链球菌为保加利亚乳
杆菌提供叶酸、甲酸和 CO2，作为合成嘌呤的前体
或辅助因子，促进保加利亚乳杆菌快速生长［37，38］。
Herve-Jimenez 等［22］在嗜热链球菌 LMG 18311
与保加利亚乳杆菌共同培养，研究对嗜热链球菌表
达特性的影响，结果表明嗜热链球菌生长后期的糖
代谢基因、肽类和氨基酸运载体基因上调表达未受
影响，说明保加利亚乳杆菌了对嗜热链球菌生长的
无抑制作用。刘梦晋等（Liu）［39］通过计算机模拟
技术分析嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的全基因组
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.946
序列，预测了两者之间的水平基因转移，结果表明，
在酸奶生产历史中，嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌
由于长期在同一环境中共存，导致两者之间更容易
发生水平基因转移，使菌株在基因水平上产生优
化，有利于更好地相互作用和生长，其中 EPS 合成
基因从嗜热链球菌转移到保加利亚乳杆菌，而含硫
氨基酸代谢的 cbs-cblB（cglB）-cysE 基因簇（或称为
cysM2-metB2-cysE2）则从保加利亚乳杆菌转移到嗜
热链球菌。
Herve-Jimenez 等［40］ 及 Sieuwerts 等［38］ 通 过 转
录组学和蛋白质组学研究发现，嗜热链球菌和保加
利亚乳杆菌的相互作用涉及到嘌呤、含硫氨基酸和
短链脂肪酸的代谢，通过计算机模拟技术、转录组
学和功能基因组学方法分析嗜热链球菌 LMD-9 双
组份系统，测定出 6 个具有 HK 和 RR 的完整 TCS
（TCS 2、4、5、6、7 和 9），以及两个不完整的 HK
系统（RR01 和 08）。在对数生长期时（pH 5.5）的
嗜热链球菌添加保加利亚乳杆菌，并以单菌株嗜热
链球菌作对照发现，由于保加利亚乳杆菌的加入，
嗜热链球菌的 4 个 RR 表达上调，导致嗜热链球菌
的调控产生变化［41］，表明在酸奶生产中，嗜热链球
菌与保加利亚乳杆菌的共生作用，就是通过双组份
系统感应并调控自身代谢。
Sieuwerts 等［38］通过转录组学对两株菌（CNRZ
1066、ATCC BAA-365）进行深层次研究发现，共生
过程中保加利亚乳杆菌只存在一个对数生长期，而
嗜热链球菌则出现了不同的生长曲线，分别为延迟
期、第一个对数期、过渡期、第二个对数期和稳定
期 4 个生长步骤 ；实验还发现，在共同培养过程中，
支链氨基酸和含硫氨基酸合成基因发生上调，说明
两种菌株难以得到足够的此类氨基酸，两个菌种虽
然相互提供一定的营养物质，但是由于酪蛋白中仅
能释放出较低含量的支链氨基酸（6%-7%）、精氨
酸（4%）和半胱氨酸残基（0.35），所以只依靠杆菌
的蛋白质水解作用不能为两个菌种提供足够的含硫
氨基酸和支链氨基酸。共生过程中上调表达的还有
eps 基因，EPS 主要在嗜热链球菌的发酵后期产生，
可能是培养基低 pH 值诱导产生 EPS，基因 epsA-M
在第二个对数期及稳定期时才产生高表达，且 EPS
产量也相应增加。
6 展望
现代生物技术的应用使嗜热链球菌的遗传和生
长代谢特性研究得到了丰硕成果，为嗜热链球菌发
酵开发过程中的关键基因和代谢途径的发掘提供了
大量信息。在不断发展更新的生物技术的促进下，
以基因组学为核心，与转录组学、蛋白质组学与代
谢组学等共同组成了能够全面理解生物本质和特性
的系统生物学。而系统生物学将依靠互联网技术，
逐渐地整合生物学理论、数学模型和应用计算机等，
形成生物信息学和系统生物学的整体分析模式，为
嗜热链球菌的研究引入新的阶段。不久的将来，围
绕嗜热链球菌如何提高产胞外多糖、风味、共生机制、
抗噬菌体等性能，利用最新的生物技术和多学科交
叉，会出现越来越多的高新成果，为发酵乳制品的
发展注入新活力。
参 考 文 献
［1］ KEGG Organisms ：Complete Genomes［EB/OL］. http ：//www.
genome. jp/kegg/catalog/org_list. html.
［2］ Makarova K, Slesarev A, Wolf Y, et al. Comparative genomics of the
lactic acid bacteria［J］. Proc Natl Acad Sci USA, 2006, 103（42）：
15611-15616.
［3］ El-Sharoud WM, Delorme C, Darwish MS, et al. Genotyping
of Streptococcus thermophilus strains isolated from traditional
Egyptian dairy products by sequence analysis of the phosphoserine
phosphatase（serB）gene with phenotypic characterizations of the
strains［J］. J Appl Microbiol, 2011, 112（2）：329-337.
［4］ Delorme C. Safety assessment of dairy microorganisms ：
Streptococcus thermophilus［J］. Int J Food Microbiol, 2008, 126（3）：
274-277.
［5］ Tamine AY, Robinson RK. Yoghurt ：science and technology［G］.
Cambridge ：Woodhead Publishing Limited, 2000.
［6］ Hols P, Hancy F, Fontaine L, et al. New insights in the molecular
biology and physiology of Streptococcus thermophilus revealed by
comparative genomics［J］. FEMS Microbiol Rev, 2005, 29（3）：
435-463.
［7］ Rasmussen TB, Danielsen M, Valina O, et al. Streptococcus
thermophilus core genome ：comparative genome hybridization study
of 47 strains［J］. Appl Environ Microbiol, 2008, 74（15）：4703-
4710.
2015,31(9) 47田辉等：嗜热链球菌的特性与应用研究进展
［8］ Schleifer KH, Ehrmann M, Krusch U, et al. Revival of the Species
Streptococcus thermophilus（ex Orla-Jensen, 1919）nom. rev. ［J］.
Systematic and Applied Microbiology, 1991, 14（4）：386-388.
［9］ Goh YJ, Goin C, O’Flaherty S, et al. Specialized adaptation of a
lactic acid bacterium to the milk environment ：the comparative
genomics of Streptococcus thermophilus LMD-9［J］. Microb Cell
Fact, 2011, 10（Suppl 1）：S22.
［10］ Erkus O, Okuklu B, Yenidunya AF, et al. High genetic and
phenotypic variability of Streptococcus thermophilus strains isolated
from artisanal Yuruk yoghurts［J］. LWT-Food Science and
Technology, 2014, 58（2）：348-354.
［11］Mayo B, van Sinderen D, Ventura M. Genome analysis of food grade
lactic Acid-producing bacteria ：from basics to applications［J］.
Curr Genomics, 2008, 9（3）：169-183.
［12］ Bolotin A, Quinquis B, Renault P, et al. Complete sequence and
comparative genome analysis of the dairy bacterium Streptococcus
thermophilus［J］. Nat Biotechnol, 2004, 22（12）：1554-1558.
［13］ Prajapati JB, Nathani NM, Patel AK, et al. Genomic analysis of
dairy starter culture Streptococcus thermophilus MTCC 5461［J］.
J Microbiol Biotechnol, 2013, 23（4）：459-466.
［14］ http ：//www. ncbi. nlm. nih. gov/genome/genomes/420［EB/OL］.
［15］ Callanan MJ, Ross RP. Starter Cultures ：Genetics［M］.
Academic Press, 2004.
［16］ Kang X, Ling N, Sun G, et al. Complete genome sequence of
Streptococcus thermophilus strain MN-ZLW-002［J］. J Bacteriol,
2012, 194（16）：4428-4429.
［17］ Sun Z, Chen X, Wang J, et al. Complete genome sequence of
Streptococcus thermophilus strain ND03［J］. J Bacteriol, 2011,
193（3）：793-794.
［18］ Delorme C, Bartholini C, Luraschi M, et al. Complete genome
sequence of the pigmented Streptococcus thermophilus strain
JIM8232［J］. J Bacteriol, 2011, 193（19）：5581-5582.
［19］ Wu Q, Tun HM, Leung FC, et al. Genomic insights into high
exopolysaccharide-producing dairy starter bacterium Streptococcus
thermophilus ASCC 1275［J］. Sci Rep, 2014, 4 ：4974.
［20］ Hols P, Hancy F, Fontaine L, et al. New insights in the molecular
biology and physiology of Streptococcus thermophilus revealed by
comparative genomics［J］. FEMS Microbiology Reviews, 2005,
29（3）：435-463.
［21］ Derzelle S, Bolotin A, Mistou MY, et al. Proteome analysis of
Streptococcus thermophilus grown in milk reveals pyruvate formate-
lyase as the major upregulated protein［J］. Appl Environ
Microbiol, 2005, 71（12）：8597-8605.
［22］ Herve-Jimenez L, Guillouard I, Guedon E, et al. Physiology of
Streptococcus thermophilus during the late stage of milk fermentation
with special regard to sulfur amino-acid metabolism［J］.
Proteomics, 2008, 8（20）：4273-4286.
［23］ Salzano AM, Arena S, Renzone G, et al. A widespread picture of
the Streptococcus thermophilus proteome by cell lysate fractionation
and gel-based/gel-free approaches［J］. Proteomics, 2007, 7（9）：
1420-1433.
［24］ Poolman B. Energy transduction in lactic acid bacteria［J］.
FEMS Microbiol Rev, 1993, 12（1-3）：125-147.
［25］ van den Bogaard PT, Kleerebezem M, Kuipers O P, et al. Control
of lactose transport, beta-galactosidase activity, and glycolysis
by CcpA in Streptococcus thermophilus ：evidence for carbon
catabolite repression by a non-phosphoenolpyruvate-dependent
phosphotransferase system sugar［J］. J Bacteriol, 2000, 182（21）：
5982-5989.
［26］ van den Bogaard PT, Hols P, Kuipers OP, et al. Sugar utilisation
and conservation of the gal-lac gene cluster in Streptococcus
thermophilus［J］. Syst Appl Microbiol, 2004, 27（1）：10-17.
［27］ Vaughan EE, van den Bogaard PT, Catzeddu P, et al. Activation
of silent gal genes in the lac-gal regulon of Streptococcus
thermophilus［J］. J Bacteriol, 2001, 183（4）：1184-1194.
［28］ Vaillancourt K, LeMay JD, Lamoureux M, et al. Characterization
of a galactokinase-positive recombinant strain of Streptococcus
thermophilus［J］. Appl Environ Microbiol, 2004, 70（8）：4596-
4603.
［29］ Navarini L, Abatangelo A, Bertocchi C, et al. Isolation and
characterization of the exopolysaccharide produced by Streptococcus
thermophilus SFi20［J］. International Journal of Biological
Macromolecules, 2001, 28（3）：219-226.
［30］ Broadbent JR, McMahon DJ, Welker DL, et al. Biochemistry,
genetics, and applications of exopolysaccharide production in
Streptococcus thermophilus：a review［J］. J Dairy Sci, 2003, 86（2）：
407-423.
［31］ Iyer R, Tomar SK, Uma Maheswari T, et al. Streptococcus
thermophilus strains ：Multifunctional lactic acid bacteria［J］.
International Dairy Journal, 2010, 20（3）：133-141.
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.948
［32］ Stingele F, Neeser JR, Mollet B. Identification and characterization
of the eps（Exopolysaccharide）gene cluster from Streptococcus
thermophilus Sfi6［J］. J Bacteriol, 1996, 178（6）：1680-1690.
［33］ Dandoy D, Fremaux C, de Frahan MH, et al. The fast milk
acidifying phenotype of Streptococcus thermophilus can be acquired
by natural transformation of the genomic island encoding the cell-
envelope proteinase PrtS［J］. Microb Cell Fact, 2011, 10（Suppl
1）：S21.
［34］ Anastasiou R, Papadelli M, Georgalaki MD, et al. Cloning
and sequencing of the gene encoding X-prolyl-dipeptidyl
aminopeptidase（PepX）from Streptococcus thermophilus strain
ACA-DC 4［J］. J Appl Microbiol, 2002, 93（1）：52-59.
［35］ 刘芳 . CodY 蛋白在嗜热链球菌蛋白水解系统调控中的作
用［D］. 哈尔滨 ：东北农业大学 , 2009.
［36］ 邓凯波 , 霍贵成 . 嗜热链球菌中 CRISPR 序列的检测与同源性
分析［J］. 食品科学 , 2013（3）：153-157.
［37］ van de Guchte M, Penaud S, Grimaldi C, et al. The complete
genome sequence of Lactobacillus bulgaricus reveals extensive and
ongoing reductive evolution［J］. Proc Natl Acad Sci USA, 2006,
103（24）：9274-9279.
［38］ Sieuwerts S, Molenaar D, van Hijum SA, et al. Mixed-culture
transcriptome analysis reveals the molecular basis of mixed-
culture growth in Streptococcus thermophilus and Lactobacillus
bulgaricus［J］. Appl Environ Microbiol, 2010, 76（23）：7775-
7784.
［39］ Liu M, Siezen RJ, Nauta A. In silico prediction of horizontal gene
transfer events in Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus therm-
ophilus reveals protocooperation in yogurt manufacturing［J］.
Appl Environ Microbiol, 2009, 75（12）：4120-4129.
［40］ Herve-Jimenez L, Guillouard I, Guedon E, et al. Postgenomic
analysis of Streptococcus thermophilus cocultivated in milk
with Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus ：involvement
of nitrogen, purine, and iron metabolism［J］. Appl Environ
Microbiol, 2009, 75（7）：2062-2073.
［41］ Thevenard B, Rasoava N, Fourcassie P, et al. Characterization
of Streptococcus thermophilus two-component systems ：In silico
analysis, functional analysis and expression of response regulator
genes in pure or mixed culture with its yogurt partner, Lactobacillus
delbrueckii subsp. bulgaricus［J］. Int J Food Microbiol, 2011,
151（2）：171-181.
（责任编辑 狄艳红）