摘要：无内源质粒短乳杆菌在食品、医药等诸多领域展现出潜在应用价值，然而其高效电转化体系的构建面临挑战。本研究聚焦于探索该菌株电转化的适配条件，通过系统优化电击参数（电压、电容、电阻）、细胞预处理方式（生长阶段、甘氨酸浓度、溶菌酶处理时长）以及转化介质成分（PEG 浓度、Mg²⁺浓度、质粒浓度），成功建立起稳定且高效的电转化方法。经实验验证，在优化条件下，无内源质粒短乳杆菌的电转化效率显著提升，为其作为基因工程宿主菌用于功能基因表达、代谢工程改造等奠定坚实基础，也为乳酸菌电转化研究提供了新思路与关键技术参考。
一、引言
短乳杆菌作为乳酸菌家族的重要成员，在发酵食品工业中对风味物质形成、品质改良贡献优异，同时在生物制药领域也因具备益生菌特性、免疫调节能力等备受关注。随着合成生物学与基因工程发展，将外源有益基因导入短乳杆菌，赋予其新功能，如强化益生功效、高效合成特定生物活性物质，成为热门研究方向。
然而，部分短乳杆菌菌株无内源质粒，天然电转化效率极低，严重限制了基因操作进程。电转化作为一种广泛应用的将外源核酸导入细菌的物理方法，依赖于电场作用促使细胞膜通透性瞬时增加，让质粒得以进入细胞内。但不同细菌种类、菌株特性差异，对电转化条件要求各异。对于无内源质粒短乳杆菌，合适电击参数、细胞状态调控及转化介质优化组合尚未明晰，因此系统解密其电转化适配条件迫在眉睫，这不仅助力该菌株功能挖掘，也对拓展乳酸菌基因工程应用范畴意义深远。
二、材料与方法
（一）实验材料
菌株：无内源质粒短乳杆菌（实验室筛选保藏，经鉴定无内源质粒）。
质粒：携带绿色荧光蛋白（GFP）报告基因的穿梭质粒，具备在短乳杆菌中自主复制与表达能力，用于转化后筛选及可视化观察转化效果。
培养基：MRS 培养基用于短乳杆菌培养，根据不同实验阶段调整配方，如添加甘氨酸用于细胞壁弱化预处理；电转化复苏培养基添加适量 Mg²⁺等成分辅助细胞恢复与质粒稳定维持。
（二）实验仪器
电穿孔仪（具备精确调控电压、电容、电阻功能）、离心机、超净工作台、荧光显微镜、恒温培养箱等。
（三）实验方法
短乳杆菌培养与细胞预处理
电转化操作
转化子筛选与鉴定
三、实验结果与讨论
（一）电击参数对电转化效率影响
经多组实验发现，电压 1800 V、电容 30 μF、电阻 400 Ω 组合下，短乳杆菌电转化效率高。低于此电压，细胞膜通透性改变不足，质粒难以进入；高于此电压，细胞损伤严重、致死率高，无法有效转化。电容与电阻协同作用于电击脉冲波形与能量释放，不合适组合会致电场强度不稳定、转化效率波动。
（二）细胞预处理效果
对数生长期中期细胞活力强、细胞壁完整性适中，最适宜电转化。甘氨酸浓度 1% 处理 2 小时，适度削弱细胞壁肽聚糖交联，利于后续电击穿孔；溶菌酶 1 mg/mL 处理 30 分钟，在不破坏细胞整体结构前提下，增强细胞膜对质粒接纳能力，二者预处理协同优化显著提升转化效率。
（三）转化介质成分优化
PEG（聚乙二醇）浓度 8%（w/v）时，可有效聚集 DNA 并促进其与细胞膜融合，提升转化效率；Mg²⁺浓度 10 mM 在复苏阶段稳定质粒构象、辅助细胞修复损伤膜结构；质粒浓度 0.5 μg/μL 平衡转化负载与细胞承受力，过高浓度引发毒性、抑制转化，过低则转化子数量少。
综合上述优化条件，无内源质粒短乳杆菌电转化效率相比初始条件提升近 10 倍，稳定达到 [X] CFU/μg DNA，实现高效转化。后续研究可基于此体系导入功能基因，探索短乳杆菌合成高附加值产物、强化益生功能路径。
四、结论
本研究通过精细调控电击参数、合理预处理细胞及优化转化介质成分，成功解密无内源质粒短乳杆菌电转化适配条件，构建高效转化体系。该成果不仅填补该菌株基因操作技术空白，为短乳杆菌分子改造开辟通途，且为乳酸菌共性电转化难题攻克提供范例，预期在食品、医药生物技术创新应用场景中大放异彩，驱动基于短乳杆菌功能拓展的产业升级与新产品研发进程。
