分离自茯砖茶的真菌菌株MJAU EC021的鉴定及培养过程中生理特性

【目的】从茯砖茶样中分离纯化得到生长优势菌株,研究其液体培养时的生理生化特性,为茯砖茶实际生产提供依据。【方法】用PDA平板稀释涂布法从茯砖茶中分离纯化菌株。采用常规真菌发酵培养方法,单因素筛选其培养条件,再利用响应面法优化最优培养条件,测定冠突散囊菌发酵液中还原糖、多酚、胞外酶酶活及抗氧化的能力。【结果】利用形态学与ITS序列分析鉴定优势菌株MJAU EC021为冠突散囊菌Eurotium cristatum;最优的培养条件:转速187 r/min,培养时间10 d,培养温度28°C,冠突散囊菌生物量为21.52 g/L。冠突散囊菌发酵培养过程中4种胞外酶活性均在第10天时达到最大值,第9天时胞外多酚含量达到峰值为0.588 g GAE(没食子酸)/m L;发酵液对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)、羟基自由基的清除率达到最大值分别是90%、94%。【结论】真菌菌株MJAU EC021是株冠突散囊菌E.cristatum,发酵液具有较好的抗氧化能力,是潜在的抗氧化添加剂。     

冠突散囊菌黑茶发酵液对消化酶活性影响的研究

在模拟人体胃肠环境中研究不同发酵时期的冠突散囊菌黑茶发酵液对淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活性的影响。结果表明冠突散囊菌黑茶发酵液能显著提高α-淀粉酶、蛋白酶活力,并有效抑制脂肪酶活力。冠突散囊菌发酵液利于淀粉、蛋白质消化吸收,抑制脂肪分解吸收,为解释茯砖茶的保健功能提供了理论依据。     

冠突散囊菌的研究与应用进展

冠突散囊菌是茯砖茶发酵中的优势菌,其数量和质量直接关系到茯砖茶的品质,国内外学者对其进行了比较全面的研究。本文中,笔者综述了冠突散囊菌的分离鉴定、分子生物学、培养、发花过程、保健功能及其应用等几个方面,并对其研究与应用前景进行了展望。     

茯砖茶中冠突散囊菌的研究进展

冠突散囊菌(Eurotium cristatum)是茯砖茶微生物发酵过程中的优势菌,在特定的条件下冠突散囊菌可在茯砖茶中形成黄色闭囊壳,俗称"金花"。本文从茯砖茶的产地、冠突散囊菌的鉴定历史以及对茯砖茶品质的影响与应用方面进行了综述,并对目前存在的问题及未来的发展方向进行了讨论与展望。     

分离自黑茶的散囊菌属真菌中的NRPS基因的检测和分布

【目的】检测源自黑茶的散囊菌属分离菌株中的NRPS基因,推测它们相应的次级代谢产物合成能力,并考察了基于NRPS基因分布特征进行散囊菌属真菌遗传多样性分析的可能性。【方法】运用IQS法提取来自湖南、四川和湖北等地黑茶样品的14株散囊菌(Eurotium spp.)菌株的总DNA,利用特异性引物对菌株中11种NRPS基因片段进行PCR检测和序列分析,并结合UPGMA法分析了NRPS基因的分布。【结果】各菌株分别含有4 10个NRPS基因片段。NRPS7、CPS1基因在所有菌株中都可以检测到,而NRPS2、NRPS6基因则仅在个别菌株中检测到;其它NRPS基因的分布则呈现出多样性。来自同一块砖茶的菌株Fw-30813-7、Fw-30813-4、Fw-30813-1和Fw-30925-5之间,NRPS1、NRPS2、NRPS3、NRPS4和NRPS8五个基因的分布存在差异,显示出黑茶内散囊菌的遗传多样性。来自湖南白沙溪茶厂的茯砖样品的菌株Fa-20719-3不含有NRPS5和NRPS8基因;而从湖南益阳茶厂茯砖茶7个分离菌株中均含有这两种基因。不同地点加工出来的黑茶样品中的散囊菌菌株之间存在一些明显的遗传差异。【结论】首次从我国黑茶中的散囊菌属分离菌株中检测到NRPS基因,并推测了NRPS产物的多样性,展示了其多样化分布特征,提示NRPS基因的分析有可能成为衡量散囊菌遗传多样性的另一个尺度。     

冠突散囊菌对茶叶品质成分及其抗氧化活性影响

从茯砖茶样中分离纯化制得冠突散囊菌Eurotium cristatum菌株,选用普通炒青绿毛茶做茶坯,应用人工接种发酵技术进行固体发酵制成发酵散茶。结果表明：冠突散囊菌发酵一个月后的炒青绿茶不仅品质成分明显改善,茶黄素和茶红素高于其他样品,而且苦涩味减轻;采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）法和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)（ABTS）法测定发酵散茶的抗氧化活性,结果显示,对两种自由基的清除能力分别达到75%和56%以上,与湖南茯砖茶相近。发酵散茶的ABTS自由基清除能力分别高于对照和浙江茯砖茶64.7%和80.6%,而对DPPH的清除能力略低于对照,但是高于浙江茯砖茶。     

泾阳茯砖茶中“金花菌”的分离、鉴定及抗氧化酶活性

目的分离鉴定泾阳茯砖茶中的金花菌,探讨其发酵产物的抗氧化酶活性。方法采用涂布平板法分离纯化泾阳茯砖茶中的"金花菌",通过其ITS序列分析进行分子鉴定。利用抗氧化酶试剂盒测定不同时期"金花菌"发酵液的抗氧化酶活性。结果从茶叶中分离出1株"金花菌"J17,通过ITS序列分析初步确定其为赤散囊菌(Eurotium rubrum)。在J17菌株发酵后第1、7、10、14和21天,其发酵液中过氧化物酶(POD)活性(U/mL)分别为0.22±0.11、1.22±0.13、2.46±1.64、7.35±2.77和45.19±1.54;过氧化氢酶(CAT)活性(U/mL)分别为0.06±0.00、0.45±0.00、1.52±0.20、2.35±0.20和2.75±0.37;总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性(U/mL)分别为25.55±10.12、50.90±3.72、76.77±6.75、89.07±3.33和36.34±12.32。发酵14d左右,3种抗氧化酶活性均较高,与茶砖在发花车间的发花时间一致。茯砖茶沸水冲泡液和沸水冲洗液中POD和CAT活性差异无统计学意义,而沸水冲泡液的T-SOD活性显著高于沸水冲洗液。结论泾阳茯砖茶的抗氧化酶活性与茶砖发花期产生的赤散囊菌有关,泾阳茯砖茶适用于热水冲泡或煮沸后饮用。     

黑茶砖茶中两种产生“金花”的曲霉菌

"金花"是曲霉属Aspergillus真菌在黑茶后发酵过程中,在砖茶内部形成的黄色闭囊壳。从广西和湖南产的黑茶砖茶中分离获得2株"金花菌",均能在培养基上形成闭囊壳。根据分离菌株的培养特征和微观形态特征及β-微管蛋白基因(Ben A)、钙调蛋白基因(Ca M)及RNA聚合酶Ⅱ基因(RPB2)的系统发育分析,参照Hubka最新的曲霉属曲霉组Aspergillus section Aspergillus分类系统,将分离菌株分别鉴定为假灰绿曲霉A.pseudoglaucus及冠突曲霉A.cristatus。另外,通过扫描电镜对这2株"金花菌"进行了形态观察,并记录了菌株A672闭囊壳的发育过程。在广西产砖茶中分离鉴定出的"金花菌"假灰绿曲霉为国内首次报道。通过比较,将过去湖南产砖茶中广泛报道的"金花菌"冠突散囊菌修订为冠突曲霉A.cristatus。黑茶茶砖中"金花菌"的分离与鉴定对于黑茶品种的鉴别和质量评价具有重要指导意义。     

温度和水活度对冠突散囊菌菌丝生长和产孢的影响

冠突散囊菌(Eurotium cristatum)是茯砖茶发酵过程中的优势菌。通过调节甘油含量制备具有不同水活度(aw)的培养基,研究培养基水活度、培养温度以及不同温度和水活度组合对冠突散囊菌菌丝生长、分生孢子产生、萌发和菌落形态的影响。供试的冠突散囊菌菌株FZ-2、FZ-3和FZ-4在水活度为0.77～0.99的培养基中均能生长,最适培养基水活度为0.90～0.95。培养基水活度在0.77～0.95范围内有利于菌株FZ-2产生分生孢子,最适水活度为0.83;培养基水活度于0.83～0.95范围内有利于菌株FZ-4产孢;而菌株FZ-3适合产孢的培养基水活度为0.95。菌株FZ-2分生孢子萌发的最适水活度为0.87～0.95。菌株FZ-2适合的生长温度为28～37℃,温度38℃时菌体生长速度下降,至40～45℃时菌丝停止生长;菌株FZ-3和FZ-4最适生长温度均为28℃。在20～37℃条件下菌株FZ-2均能产生分生孢子,最适产孢温度为37℃;菌株FZ-3在28～37℃范围内产生分生孢子;菌株FZ-4在20～37℃内产生分生孢子,最适产孢温度为37℃。菌株FZ-2分生孢子可以在较宽的温度范围内(20～40℃)萌发,最适温度为25～33℃。研究结果表明不同水活度-温度组合对菌株FZ-2菌丝生长和菌落形态产生显著的影响,与温度作用相比,水活度的影响更为明显。本研究证明了冠突散囊菌适合在干燥的茶叶中生长和繁殖,为解释其在茯砖茶加工过程中的优势地位提供理论依据,研究结果也将促进茶叶发酵菌剂的开发利用和砖茶的标准化生产。     

一株粗糙脉孢菌的分离、鉴定及其基因组变异和功能分析

【背景】粗糙脉孢菌LY03是从武平传统"红菌豆腐"中分离得到的主要发酵菌株。【目的】研究粗糙脉孢菌LY03菌株的基因组信息,揭示武平传统"红菌豆腐"发酵特性。【方法】采用形态学观察、ITS鉴定、重测序及框架图测序对所分离的LY03菌株进行鉴定和基因组信息解析。【结果】武平传统"红菌豆腐"中分离得到的主要发酵菌株LY03确定为粗糙脉孢菌,将其在中国普通微生物菌种保藏管理中心进行专利保藏,保藏号为CGMCC3.19233。LY03菌株比对到参考基因组上的总Read数目为95.85%,测序对应深度的位点占全基因组76.13%;各变异类型在内含子区域均无变异,主要变异存在于基因组的外显子区域,具体变异数量为:单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism,SNP)位点变异总数203128个、插入缺失(insertion/deletion,In Del)突变总和26859个、拷贝数变异(copy number variation,CNV)增加和减少的拷贝总数1 039个、结构变异(structure variation,SV)注释的变异总数777个;LY03菌株基因组序列长度为30 538 737 bp、(G+C)mol%为52.24%、编码5 550个基因、编码基因占比24.3%,参与了氨基酸代谢(amino acid metabolism)、碳水化合物代谢(carbohydrate metabolism)、能量产生与转化(energy production and conversion)等多种物质的代谢途径转化过程。【结论】对武平传统"红菌豆腐"主要发酵菌株的鉴定及基因组信息分析有利于揭示其产品发酵的特性及其发酵菌株遗传信息的本质,并为将来产品发酵性能的提高及推广提供理论依据。     

一株链霉菌21-1的分离鉴定及其对禾谷镰刀菌的抑菌活性

【背景】由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病严重威胁我国的小麦生产。【目的】筛选对禾谷镰刀菌具有拮抗能力的链霉菌菌株,为生防菌剂开发提供理论基础。【方法】利用平板对峙法筛选对禾谷镰刀菌具有拮抗能力的链霉菌;通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对其进行鉴定;通过病原菌菌丝生长、孢子产生及萌发抑制试验分析其发酵液的抑菌活性;利用人工接种试验测定该菌株发酵液的防病效果。【结果】筛选到一株对禾谷镰刀菌具有较强拮抗活性的链霉菌21-1,抑菌率为59.5%。依据形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析,将该菌株鉴定为黄三素链霉菌(Streptomycesflavotricini)。菌株21-1发酵液能够抑制禾谷镰刀菌的菌丝生长、孢子产生及萌发过程,而且可以降低禾谷镰刀菌菌丝中可溶性蛋白质的含量,并增加丙二醛的含量。菌株21-1可以产生蛋白酶及纤维素酶。菌株21-1菌液10倍稀释液对小麦赤霉病的防效最佳,为70.1%。此外,菌株21-1发酵液对其他8种植物病原菌均有较好的抑制作用。【结论】菌株21-1对禾谷镰刀菌有较好的抑菌活性,具...     

纤维素降解菌烟曲霉HZ1的基因组测序及生物信息学分析

【目的】烟曲霉Aspergillus fumigatus作为一类具有纤维素降解能力的真菌,对其基因组的研究,将有利于从A. fumigatus中挖掘和开发利用与纤维素降解相关的酶资源。【方法】利用CMC选择培养基和刚果红染色法从长足大竹象肠道中分离和筛选出纤维素降解菌A. fumigatus HZ1,同时采用Illumina PE150平台进行基因组测序,随后进行了相关的生物信息学分析,此外还利用了DNS法测定了其纤维素酶活。【结果】纤维素降解菌A. fumigatus HZ1基因组大小为27.45 Mb,GC含量为49.43%;通过NR、KOG、GO、Swissprot、eggNOG、KEGG和Pfam数据库注释结果表明基因组包含9473个基因;同时碳水化合物活性酶(CAZyme)注释结果表明基因组含有534个CAZyme基因,并与其他4种A. fumigatus基因组CAZyme分布无显著差异;本研究还鉴定出多种与木质纤维素降解相关的纤维素酶基因、半纤维素酶基因和木质素酶基因;此外纤维素酶活结果表明,在CMC培养基中其酶活呈上升趋势且具有较高活性。【结论】本研究首次对A. fumigatus HZ1基因组进行了测序和分析,探讨了其纤维素降解的遗传基础,并通过酶活验证了其纤维素降解潜力,为该菌的实际应用提供了理论基础。     

基于比较基因组学解析耐酸乳杆菌G10的多碳源利用特征

【背景】耐酸乳杆菌（Lactobacillus acetotolerans）是白酒发酵过程中的优势乳酸菌,对白酒发酵具有重要作用。L. acetotolerans G10是分离自芝麻香型白酒发酵酒醅的一株能够利用多种碳源的菌株。【目的】基于全基因组测序,解析菌株G10多碳源利用机制。【方法】通过三代测序平台Oxford Nanopore完成菌株G10全基因组测序,分别利用Circlator和Prodigal对测序数据进行组装和基因预测;通过细菌基因组分析工具（bacterial pan genome analysis tool,BPGA）进行泛基因组分析。【结果】G10能够利用22种糖类及糖类衍生物,其全基因组大小为1 627 828 bp,含有1 878个编码基因;基于Koyto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG）数据库注释获得292个碳源代谢相关基因,基于Carbohydrate-Active Enzymes （CAZy）数据库注释获得44个CAZy家族的编码基因。与其他发酵食品来源的耐酸乳杆菌相比,G10基因组最小,但其总基因数量以及...     

鸡源暹罗芽孢杆菌CML548的益生特性及全基因组分析

【背景】芽孢杆菌是用于动物微生态制剂的重要菌株之一。暹罗芽孢杆菌因具有较强的抑菌活性,近年来受到广泛关注。【目的】对实验室前期分离的鸡源暹罗芽孢杆菌CML548的益生特性进行评价,通过全基因组测序及生物信息学分析,探究其抑菌及潜在的益生机制。【方法】通过牛津杯法、稀释涂布平板法分别对菌株CML548的抑菌和产酶特性、酸和胆盐的耐受性进行研究。使用IlluminaHiSeq2500测序平台进行全基因组测序,并通过多种生物信息学工具和数据库对基因组进行注释和分析。【结果】体外实验表明该菌株具有优良的益生性状：能够有效抑制致病性大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、产气荚膜梭菌的生长;能够同时产生蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶;具有较高的酸和胆盐耐受性。全基因组测序分析表明菌株CML548的基因组大小为4061741bp,GC含量为46.07%,预测到3 961个编码基因。分别有1 693、2 704、3 413、186、67、1、5个基因被GO、KEGG、COG、CAZy、DBAASP、CARD、VFDB数据库注释;通过antiSMASH预测到16个与次级代谢产物合成相关的基因簇。此外,还发现其含有抗菌活性...     

枯草芽孢杆菌N2-10的基因组测序和比较基因组分析

【背景】枯草芽孢杆菌N2-10是一株具有较强抑菌能力且能产纤维素酶等多种水解酶的革兰氏阳性菌,在发酵饲料中具有较大的应用潜力。【目的】通过获得枯草芽孢杆菌N2-10的全基因组序列信息,进一步解析菌株次级代谢产物合成基因信息,并通过比较基因组学分析菌株N2-10与模式菌株的差异性,为阐明N2-10抑菌和益生机制提供理论基础。【方法】通过二代Illumina NovaSeq联合三代PacBio Sequel测序平台,对菌株N2-10进行全基因组测序,将测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释,并利用比较基因组学分析N2-10与其他菌株的差异。【结果】菌株N2-10基因组大小为4 036 899 bp,GC含量为43.88%;共编码4 163个编码基因,所有编码基因总长度为3594369bp,编码区总长度占基因组总长度的89.04%;含有85个tRNA、10个5S rRNA、10个16S rRNA、10个23S rRNA,以及2个CRISPR-Cas、1个前噬菌体和6个基因岛;在GO (gene ontolog)、COG (clusters of orthologous groups of...     

香菇HMG-box转录因子lelcrp1基因的功能

【目的】研究香菇(Lentinula edodes) HMG-box转录因子LELCRP1 (Lentinula edodes lignocellulase genes regulation protein 1)在木质纤维素降解相关酶基因表达中的功能与作用。【方法】通过double-joint及同源重组方法构建lelcrp1基因RNAi载体,采用根癌农杆菌介导转化的方法转入香菇异核菌株W1菌丝中,筛选得到RNAi转化子,通过Southern杂交检测插入片段在菌株W1基因组中的拷贝数量。采用荧光定量PCR检测RNAi转化子木质纤维素降解酶基因表达水平变化,并在含有3.5μg/mL潮霉素的MYG平板上测定RNAi转化子的菌丝生长速度。【结果】获得了4个lelcrp1基因表达水平与出发菌株W1相比显著下调6–7倍的RNAi转化子。Southern杂交结果显示,lelcrp1基因RNAi片段已成功整合至香菇菌株W1基因组内,并以单拷贝形式存在。对其中2个RNAi转化子的26个木质纤维素降解酶基因表达水平进行分析,发现其中9个纤维素酶基因、1个半纤维素酶基因、2个辅助酶AA9基因和1个锰过氧化物酶基因的表达水平均表现出明显的下调。平板生长试验表明,RNAi转化子菌丝生长速度均显著慢于出发菌株W1。【结论】通过RNAi技术成功抑制了香菇异核菌株中lelcrp1基因表达水平,并导致部分纤维素及木质素酶基因表达水平相应下调,首次发现HMG-box结构域的转录因子能调控木质纤维素降解相关酶基因表达。     

洛伐他汀工业菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成分析

【目的】分析洛伐他汀工业生产菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成能力,为后期的遗传改造、次级代谢产物及其基因簇挖掘提供指导。【方法】对洛伐他汀发酵条件下的样品进行了转录组分析,同时运用色谱分离技术及波谱学方法对主要次级代谢产物进行了分离和结构鉴定。【结果】洛伐他汀合成相关基因转录水平非常高,还有4个聚酮合酶(PKS)、6个非核糖体多肽合成酶(NRPS)和1个PKS-NRPS杂合酶基因进行了转录,其他PKS和NRPS基因都处于沉默状态。此外,从该菌的发酵产物中分离鉴定了10个主要副产物并确定了其结构。【结论】土曲霉HZ01是一株优良的洛伐他汀生产菌株,在构建次级代谢产物异源合成细胞工厂和鉴定次级代谢产物生物合成途径方面具有很好的应用潜力。     

一株兔源A型多杀性巴氏杆菌的分离鉴定和全基因组测序及分析

【背景】多杀性巴氏杆菌可导致猪肺疫、牛出血性败血症和兔出血性败血症等多种疾病,严重威胁多种动物畜牧养殖业的健康发展。【目的】重庆某兔场送检一批病死兔,为研究其病原和治疗方法,对病原进行了微生物分离和全基因组测序分析。【方法】从2022年重庆某兔场送检兔病料中进行细菌分离纯化、生化试验、16S rRNA基因鉴定、荚膜血清型分型、药敏试验和毒力基因检测,同时通过全基因组测序结果进行毒力、耐药基因注释和遗传进化等分子生物学信息分析。【结果】该菌为兔源A:ST74多杀性巴氏杆菌,命名为LXSS001,基因组序列上传到NCBI数据库(登录号为CP119523.1),药敏试验显示该菌对四环素、杆菌肽、复方新诺明和磺胺异恶唑耐药,对头孢噻肟、头孢哌酮和丁胺卡那等药物敏感。全基因组长度为2 480 671 bp,并注释到了58个毒力基因和9类药物的靶向抗药基因。通过联合建树表明其与3480株一致性最高。【结论】本研究完成了一株A型多杀性巴氏杆菌的分离鉴定和全基因组测序,并揭示了其与国内外其他分离株的进化关系,为多杀性巴氏杆菌的后续研究提供了参考依据。     

CRISPR/Cas9编辑大肠杆菌工程菌生产氨基葡萄糖

【背景】氨基葡萄糖(glucosamine, GlcN)及其衍生物N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)是合成糖胺聚糖的重要前体物质,在医药、化妆品和保健品领域具有广泛的应用价值。传统的生产方式存在诸多弊端,如环境污染、原料限制、不适于海鲜易过敏人群等问题,因此利用微生物发酵法生产GlcN和GlcNAc越来越受到青睐。【目的】利用微生物发酵生产并提高N-乙酰氨基葡萄糖的产量,探索分子改造及发酵条件优化策略。【方法】以大肠杆菌MG1655为出发菌株,首先利用表达载体共表达大肠杆菌来源的glmS和酿酒酵母来源的gna1,构建GlcNAc的生物合成路径,然后利用CRISPR/Cas9技术敲除GlcNAc的分解代谢与转运途径,以提高GlcNAc的产量,最后结合发酵条件优化使GlcNAc的产量得到进一步提升。【结果】通过分子改造得到一株产GlcNAc菌株RY-5,发酵20 h后GlcNAc的产量达到了2.36 g/L,相较于初始构建的菌株RY-1提高了29倍,进一步对装液量和诱导剂IPTG的添加时间等条件进行发酵优化,GlcNAc产量达到了7.74g/L,与优...     

利用木质纤维素类生物质产微生物絮凝剂Pseudomonas boreopolis GO2的全基因组测序及比较基因组学分析

【目的】Pseudomonas boreopolis GO2可以利用木质纤维素类生物质为唯一碳源发酵产微生物絮凝剂。解析菌株GO2的全基因组特征可为利用木质纤维素类生物质定向合成多糖型微生物絮凝剂提供分子基础。【方法】利用Illumina NovaSeq测序平台对菌株GO2进行测序,用SMRT等软件进行基因组组装、系统发育分析、基因预测和功能注释,并与4株近缘模式株进行了比较基因组分析。【结果】菌株GO2基因组大小为4 498 896 bp,GC含量为69.5%,共编码3 906个基因。菌株GO2与Pseudomonas boreopolis JCM 13306的16S r RNA基因相似性、平均核苷酸一致性(average nucleotide identity, ANI)、DNA-DNA杂交(DNA-DNA hybridization, DDH)值最高,分别为99.93%、98.36%和88.00%,将菌株GO2命名为Pseudomonas boreopolis GO2。比较基因组分析发现,GO2与4个近缘模式菌株共有2 348个直系同源核心基因,主要参与碳水化合物代谢、氨基酸代谢...