外源茉莉酸甲酯诱导对香菇多糖代谢及关键酶基因表达的影响

香菇多糖是重要的生物活性成分,其药用价值高,茉莉酸甲酯有助于提高食用菌多糖含量,但关于其对香菇多糖合成的影响尚不清楚。本研究以香菇新808为实验材料,对不同浓度茉莉酸甲酯（MeJA）诱导下香菇菌丝生物量和生长速率、香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量、香菇多糖含量进行比较分析。结果表明：10μmol/L的茉莉酸甲酯可显著促进香菇菌丝生长并提高菌丝体生物量,分别是对照的1.14倍、1.2倍;与香菇多糖代谢相关的UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）、葡萄糖磷酸异构酶（PGI）、α-葡萄糖磷酸变位酶（α-PGM）活性增加,为对照组的1.58、1.13、3.21倍;其基因相对表达量较对照组也显著上调,为对照组的5.73、1.4、1.77倍;香菇多糖合成量显著增加,为对照组1.58倍。10μmol/L的MeJA处理后,香菇多糖代谢关键酶活性及基因相对表达量与多糖含量间存在显著的正相关关系,表明添加适宜浓度的茉莉酸甲酯会影响香菇菌丝的生长及多糖合成。     

葡萄糖-1-磷酸对灵芝多糖合成的影响

在以葡萄糖为唯一碳源进行灵芝液态发酵时,通过添加不同浓度的代谢中间产物葡萄糖-1-磷酸,研究其对灵芝胞外多糖产量、单糖组成、合成途径相关酶的影响,从而确定影响灵芝多糖单糖组成的关键酶。结果显示,添加葡萄糖-1-磷酸对灵芝多糖产量和多糖的单糖组成并无明显影响。在检测的3种灵芝多糖合成关键酶中,葡萄糖-1-磷酸的添加抑制磷酸葡萄糖变位酶(PGM)、磷酸葡萄糖异构酶(PGI)的酶活,对磷酸甘露糖异构酶(PMI)无明显影响。此外,通过相关性分析后发现,发酵过程中半乳糖和甘露糖比例的变化分别与PGM和PGI、PMI具有相关性。本文结果对实现灵芝多糖代谢的灵活调控提供有益的参考。     

硝普钠对香菇多糖代谢及关键酶基因表达的影响

香菇多糖是香菇中特有的生物活性成分。硝普钠在调控食用菌生长方面具有重要影响,但其对香菇生长及多糖合成的影响尚不清楚。本文以香菇新808为研究材料,通过添加不同浓度硝普钠作为外源一氧化氮对新808菌丝的生物量、生长速率、香菇多糖含量、香菇多糖代谢关键酶活性及其表达调控基因相对表达量进行综合研究。结果表明：硝普钠浓度为100 μmol/L可显著提高香菇菌丝生物量,与对照组相比增加了1.61倍;生长速率与对照组无显著差异;香菇菌丝的香菇多糖含量显著提高,为对照组的3.71倍;漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶活性显著提高,分别为对照组的1.73倍、2.23倍和1.55倍;与多糖合成有关的辅助模块酶基因LENED_010207、碳水化合物结合模块基因LENED_012941和多糖裂解酶基因LENED_004566基因相对表达量有所上调,其中LENED_010207基因上调最明显,而多糖合成关键酶基因UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因(UGP)、葡萄糖磷酸变位酶基因(PGM)与葡萄糖磷酸异构酶基因(PGI)相对表达量均显著下调。在100 μmol/L浓度硝普钠处理下,香菇生物量、多糖含量、多糖代谢关键酶活性及部分多糖合成关键酶的基因相对表达量均显著高于对照组,表明添加适宜浓度的硝普纳能有效地促进香菇多糖的合成,提高香菇多糖的含量。本文为进一步探索香菇多糖的代谢通路提供了理论依据,为选育高多糖含量的香菇新品种提供了新思路,对改进香菇栽培技术有一定的参考意义。     

香菇液体发酵高产多糖菌株筛选

通过评价香菇野生菌株发酵产多糖性能,筛选高产香菇多糖菌株.以采自长白山野生香菇通过组织分离获得的6株菌株和2株人工栽培菌株为出发菌株,对不同发酵培养时间菌丝体生物量、胞内多糖含量、胞外多糖含量等进行测试分析,结果表明,8株菌株随着培养时间的延长,菌丝体生物量均有不同程度的增加,但胞内多糖含量和胞外多糖得率变化趋势不同,...     

鸡腿菇液体深层发酵工艺条件的研究

目的：研究碳源、氮源、接种量、初始pH值、温度等对鸡腿菇深层发酵的生物量和多糖产量的影响。方法：通过摇瓶培养确定了该菌株的发酵优化条件,在此条件下,获得了较高的多糖产量。结论：结果表明葡萄糖、酵母浸粉有利于鸡腿菇菌体生长和胞外多糖的形成,在初始pH值6、接种量10％、温度26℃、250ml摇瓶装液量l00ml的条件下,鸡腿菇深层发酵结果最佳,在此基础上进行摇瓶发酵曲线测定,确定了鸡腿菇适宜发酵周期为144h,胞外多糖最高可达1．98g/L。     

昆明小鼠体内发育早期胚胎葡萄糖代谢关键酶转录产物的分析

首次报道了昆明小鼠体内发育的早期胚胎1-细胞至桑椹期阶段葡萄糖代谢的3种关键酶-6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PDH）、6-磷酸果糖激酶（PFK）和磷酸葡萄糖变位酶（PGM）的基因转录情况,其分别体现了磷酸戊糖、糖酵解、糖原的合成和分解等途径,根据G6PDH、PFK、PGM的cDNA序列分别设计和合成3套共6对内、外引物,采用巢式RT-PCR方法对其进行检测。结果表明：早期胚胎1-8细胞阶段均有G6PDH基因的转录,叠椹期胚胎不存在该基因的转录,说明早期胚胎1-8细胞阶段可能存在磷酸戊糖,而桑椹期则不存在;1-细胞至桑椹期均存在PFK基因的转录,说明该阶段的胚胎可能存在糖酵解代谢途径;1-细胞至桑椹期均不存在PGM基因的转录,说明该阶段的胚胎可能不存在糖原的合成与分解代谢途径。     

基于转录组分析香菇不同漆酶活性单核菌丝体基因表达

漆酶是香菇生长发育过程中一种重要的木质素降解酶,其活性高低对于香菇木质素降解能力和香菇品质形成具有重要作用。为探讨香菇不同漆酶活性的单核菌丝体基因表达变化,对漆酶活性存在差异的单核菌丝体进行转录组测序分析,共获得15 522个注释基因。GO（gene ontology）分析表明差异基因在氧化还原酶活性节点大量富集,包括参与木质素降解的酶类及55个细胞色素P450基因;KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）分析发现淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化途径中糖苷水解酶、UDPG脱氢酶等基因上调表达。通过搜索转录因子数据筛选到172个差异表达的转录因子,预测了可能与漆酶结合的bZIP、C₂H₂、C₄转录因子家族。由此推测,在漆酶高产单核菌株中木质素降解和碳水化合物代谢的相关基因的表达发生变化,及糖醛酸和磷酸戊糖途径相关基因上调表达,促进了木质素降解产物高效转化成糖、核酸等生物大分子,有助于香菇菌丝体的生长,转录因子在漆酶活性调控中起了重要作用。本研究为深入理解香菇漆酶高产菌株的生理代谢机制提供了重要的基因数据资源。     

灵芝多糖糖供体合成途径中关键酶的异源表达及其酶学性质

【背景】灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide,GLP)是一种具有多种生物活性的大分子物质,已有研究者通过发酵调控优化或菌种改良使灵芝多糖产量得到一定的提高。但由于灵芝多糖糖供体合成途径并未完全明晰,其中关键酶特性解析也不完善,使得灵芝多糖产量的大幅度提高仍存在瓶颈。【目的】通过异源表达大量制备灵芝中含量较少的磷酸葡萄糖变位酶(Phosphoglucomutase,PGM)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucosepyrophosphorylase,UGPG)和磷酸甘露糖异构酶(Phosphomannose isomerase,PMI),并分别探究和比较其酶学性质,深入了解灵芝多糖的糖供体合成途径中关键酶的特性信息,为灵芝多糖合成发酵策略的高效制定提供依据。【方法】以灵芝菌株CGMCC5.26的c DNA为模板,克隆得到关键酶基因gl-pgm、gl-ugpg和gl-pmi,分别在E. coli BL21(DE3)中诱导表达,产物通过Co-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】纯化酶GLpgm、GLugpg和GLpmi均在E. coli中实现大量表达。GLpgm的最适反应pH为8.5,GLugpg和GLpmi的最适pH同为7.5;GLpgm、GLugpg和GLpmi最适反应温度依次为35、40和30°C;1mmol/L的Ag+和Cu2+对3种酶均具有强烈抑制作用,Mn2+、Mg2+对GLpgm和GLpmi均有激活作用,其中Mn2+对GLpgm的激活作用高达2.7倍。GLpgm、GLugpg和GLpmi的kcat/Km值分别为196.08、818.60和1 105.22 mmol/(L·s)。【结论】在最适反应pH、温度及金属离子作用方面,GLpgm、GLugpg和GLpmi与植物及真菌来源的这3种酶较为相似,对底物的催化效率相对其他来源的酶高,为基于灵芝多糖合成途径的调控提供了更完善的信息。     

黑木耳深层发酵工艺条件的研究

研究了碳源、氮源、接种量、初始pH、温度等对深层发酵黑术耳的生物量和多糖产量的影响,结果表明葡萄糖、酵母膏、豆饼粉有利于黑木耳菌体生长和胞外多糖的形成。在初始pH5．3、接种量10％、种龄6d,温度28℃、250ml摇瓶装液量80ml的条件下,黑木耳深层发酵结果最佳,在此基础上进行摇瓶发酵曲线测定。确定了黑木耳适宜发酵周期为96h,胞外多糖最高可达5.01g/L。     

地衣芽胞杆菌乙醛酸循环对聚谷氨酸合成的影响

[目的]了解乙醛酸循环在地衣芽胞杆菌WX-02生物合成聚谷氨酸中作用,为聚谷氨酸生产提供新的解决方法。[方法]采用基因工程手段,以地衣芽胞杆菌WX-02为原始菌株,分别增强表达和敲除异柠檬酸裂解酶ace A基因,检测发酵过程中聚谷氨酸产量、生物量、胞内外代谢物和相关基因转录量。[结果]增强表达异柠檬酸裂解酶ace A基因后,胞内谷氨酸浓度显著升高(483.42 ng/m L/Log(CFU)),溢流代谢产物减少(乙酸5.41 g/L、乙偶姻5.82 g/L、2,3-丁二醇7.31 g/L),聚谷氨酸生物合成产量为11.74 g/L,相比原始菌株提高15%。谷氨酸脱氢酶roc G基因、谷氨酸消旋酶glr基因和聚谷氨酸合成酶复合体中pgs B基因转录水平相对原始菌株分别提高1.61倍、1.32倍和1.24倍。[结论]增强乙醛酸循环可以降低地衣芽胞杆菌WX-02乙酸等溢流代谢产物合成,提高胞内谷氨酸合成能力,并上调聚谷氨酸合成酶基因转录水平,最终提高聚谷氨酸生物合成产量。     

地衣芽胞杆菌乙醛酸循环对聚谷氨酸合成的影响北大核心

[目的]了解乙醛酸循环在地衣芽胞杆菌WX-02生物合成聚谷氨酸中作用,为聚谷氨酸生产提供新的解决方法。[方法]采用基因工程手段,以地衣芽胞杆菌WX-02为原始菌株,分别增强表达和敲除异柠檬酸裂解酶ace A基因,检测发酵过程中聚谷氨酸产量、生物量、胞内外代谢物和相关基因转录量。[结果]增强表达异柠檬酸裂解酶ace A基因后,胞内谷氨酸浓度显著升高(483.42 ng/m L/Log(CFU)),溢流代谢产物减少(乙酸5.41 g/L、乙偶姻5.82 g/L、2,3-丁二醇7.31 g/L),聚谷氨酸生物合成产量为11.74 g/L,相比原始菌株提高15%。谷氨酸脱氢酶roc G基因、谷氨酸消旋酶glr基因和聚谷氨酸合成酶复合体中pgs B基因转录水平相对原始菌株分别提高1.61倍、1.32倍和1.24倍。[结论]增强乙醛酸循环可以降低地衣芽胞杆菌WX-02乙酸等溢流代谢产物合成,提高胞内谷氨酸合成能力,并上调聚谷氨酸合成酶基因转录水平,最终提高聚谷氨酸生物合成产量。     

十字花科黑腐病菌中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的酶学分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径(HMP)的限速酶,在十字花科黑腐病菌8004的基因组中,有2个基因XC1977和XC4082被注释为葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)。前期工作发现XC1977突变后,细胞的胞外多糖产量明显降低,而XC4082突变不影响胞外多糖产量。为明确这两个基因的编码产物在Xcc中的生化功能,本工作表达纯化了这两个蛋白,并对这两个蛋白的特征进行分析,发现这两个蛋白均具有6-葡萄糖脱氢酶的活性,但是它们的最适反应温度、最适反应pH、金属离子和烷化剂的敏感性完全不同。而且,XC1977以NAD~+和NADP~+为电子受体,而XC4082只能以NADP~+为电子受体。在以NAD~+和NADP~+为受体时,XC1977的K_m值分别为0.125 mmol/L和0.927 mmol/L,而XC4082以NADP~+为受体时的K_m值为0.364 mmol/L。这表明Xcc细胞合成胞外多糖时,需要NAD~+参与能量代谢。     

益智不同组织多糖含量及其生物合成途径分析

为了解益智（Alpinia oxyphylla）多糖生物合成途径关键酶功能,对其茎、叶、果实中的多糖含量及其单糖组成进行了研究,并采用Real-Time qPCR分析了益智多糖生物合成关键酶基因的表达模式。结果表明,益智多糖含量依次为果实 > 叶 > 茎,主要由葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖组成;利用益智转录组数据共获得47 690条unigenes,其中31 892条在NR、Swiss-Prot、KEGG、COG、KOG、GO和Pfam数据库获得注释,其中208个unigenes参与益智多糖的生物合成,涉及15个酶。表达分析表明,所筛选的18个基因在茎、叶、果实中均有表达,14个基因在果实中的表达量最高,以糖基转移酶基因和UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因的表达量最高,且其表达模式与不同组织中葡萄糖含量的变化一致。     

钙离子和水杨酸诱导灵芝多糖和三萜的合成

灵芝多糖和三萜是灵芝主要的药理活性物质。如何提高液体发酵中灵芝多糖和三萜的含量是目前研究的热点。本研究以J‐7/AL‐2菌株为例,在灵芝的液体发酵中加入10mmol/L钙离子诱导,多糖含量比对照提高34%,三萜含量提高64%。在发酵液中加入150μmol/L水杨酸(SA)诱导,多糖含量提高57.54%,三萜含量提高37.19%。在灵芝的液体发酵第12天加入10mmol/L钙离子和150μmol/L水杨酸,三萜含量提高46.9%。在不同诱导条件下,三萜的高效液相图谱(HPLC)显示钙离子与对照的差异性比较大。灵芝三萜关键酶基因的表达也有所不同。水杨酸提高法尼基焦磷酸合酶(FPS)、鲨烯合酶(SQS)和羊毛兹醇合酶(LS)基因的表达量,而钙离子和钙离子与水杨酸共同处理提高3‐羟基‐3‐甲基戊二酰辅酶A合酶(HMGS)、3‐羟基‐3‐甲基戊二酰辅酶A转录水平还原酶(HMGR)、焦磷酸甲羟戊酸脱羧酶(MVD)、法尼基焦磷酸合酶(FPS)、鲨烯合酶(SQS)和羊毛兹醇合酶(LS)6个三萜关键酶基因的表达量。在3种处理下,都是SQS的基因表达量提高最多,推测SQS基因是灵芝三萜合成过程中重要的基因。     

大球盖菇产胞外多糖液体优化培养条件初探

以菌丝生物量及胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)含量为指标对大球盖菇产胞外多糖液体培养基组成和发酵条件进行了优化。结果表明,最适碳源是麦芽糖,最适氮源是酵母膏,正交试验确定最佳培养基组成为马铃薯150 g/L,麦芽糖20 g/L,酵母膏1 g/L,KH2PO41 g/L,MgSO4.7H2O 2.5 g/L。最佳发酵条件为28℃,摇床转速160 r/min,起始pH值6.5,装液量100 mL/250 mL、接种量10%,发酵时间6 d。在此条件下,大球盖菇菌丝生物量及EPS含量分别比对照增加了31.8%和51.6%。     

灵芝多糖液体发酵条件的研究

液体发酵灵芝是目前灵芝多糖开发的有效途径。以灵芝的生物量和胞外多糖为指标,对影响灵芝发酵的条件进行了研究。单因素实验表明灵芝发酵的最佳碳源、(?)源和生长因子分别是葡萄糖、酵母膏和维生素B1,最适温度、起始pH值和摇床转速分别是28℃、5．5和160 rpm。最佳培养方式是接种后静置4 h再振荡培养,其生物量和胞外多糖的产量最高,分别为7．743g/L和0．907g/L。     

结合代谢组学和转录组学分析恶臭假单胞菌Y-9主动稳定胞内外pH的机制

【目的】揭示恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida) Y-9在氨氧化过程中主动调节胞外和胞内pH稳态机制。【方法】在初始pH为7.19和9.40的硝化培养基中培养Y-9生长48 h，利用代谢组学对比分析Y-9氨氧化过程中的显著差异代谢产物并预测解离常数(pKa)；结合转录组学对比分析Y-9氨氧化过程中的显著差异调控基因。【结果】Y-9在初始pH为7.19的相对酸性条件下，产生麦芽糖醇提高胞外pH；通过上调脱氨酶、脱亚胺酶和阳离子转运相关基因在相对酸性环境中的表达来维持细胞内pH稳定性。在初始pH为9.40的碱性条件下，产5-氨基戊酸3和草氨酸等有机酸及酸性物质降低胞外pH；通过调控NADH脱氢酶、细胞色素、ATP合酶和氨基酸转运相关基因的表达来维持细胞内酸度，应对碱性环境。【结论】本研究结果首先发现了Y-9具有稳定胞外pH的能力，探讨了其胞内pH稳态机制，拓展了对微生物与环境相互作用的认知，为进一步认识微生物脱氮过程中系统pH稳定机理提供了理论依据。     

腾冲嗜热杆菌热稳定海藻糖磷酸化酶的基因表达与酶的分子生物学性质研究

分离克隆了腾冲嗜热杆菌(Thermoanaerobacter tengcongensis)海藻糖磷酸化酶(TreP)的编码基因(treP), 该酶可催化以葡萄糖和α-1-磷酸葡萄糖为底物的海藻糖合成反应及其逆向的分解反应. 反向mRNA点杂交实验表明, 腾冲嗜热杆菌中treP基因在高盐胁迫条件下表达量增加, 而在海藻糖诱导条件下表达量降低. 将该基因导入不含TreP的大肠杆菌中进行诱导表达, SDS-PAGE表明, 异源表达的TreP分子量约为90 kD, 与预期值相同. 通过葡萄糖氧化酶法测定分解产物葡萄糖的产率表明: TreP催化海藻糖分解反应的最适温度是70℃, 最适pH值为7.0; 通过HPLC检测合成产物海藻糖的产率表明: TreP催化合成反应的最适温度为70℃, 最适pH值为6.0. 在最适反应条件下, 50 μg的TreP粗酶可催化25 mmol/L α-1-磷酸葡萄糖与葡萄糖在30 min合成11.6 mmol/L海藻糖; 而同量的酶在同样时间内仅能将250 mmol/L海藻糖分解生成1.5 mmol/L葡萄糖. 以上体内胁迫和诱导表达分析及体外酶学性质分析均证明该酶的主要功能是催化海藻糖的合成反应. 热稳定性实验表明, 该酶性质比较稳定, 在50℃下温育7 h还能保持77%以上的活性, 是一个有潜在工业用途的新的热稳定海藻糖合成酶.     

Pfk基因过表达对乳酸乳球菌N8产nisin速率的影响

【目的】通过基因工程手段增加糖酵解途径中编码限速酶6-磷酸果糖激酶基因Pfk在乳酸链球菌素(nisin)产生菌Lactococcus lactis N8中的表达,增快nisin的产生,从而提高单位时间内nisin的产量,缩短发酵周期。【方法】将pfk基因及编码以c AMP为依赖的蛋白激酶催化亚基基因pka C克隆到表达质粒p MG36e上,将共表达重组质粒转入L.lactis N8中,使Pfk-pka C基因过量表达,得到重组菌株L.lactis N8-p MG36epfk-pka C,并比较该重组菌株与野生菌的生长曲线、胞内6-磷酸果糖激酶活性、发酵上清液的抑菌活性及效价,并从转录水平分析两株菌nis A及pfk-pka C的转录差异,比较野生菌与重组菌在不同葡萄糖含量下培养产nisin的变化。【结果】Pfk基因与pka C基因的过表达对重组菌的生长速度没有明显的影响,却能提高重组菌产nisin的速度,在发酵10 h时nisin的产量比野生菌提高了20%,使得发酵周期缩短近2 h。野生菌及重组菌在不同葡萄糖含量下培养发酵上清液的nisin效价没有明显的变化。【结论】糖酵解途径中6-磷酸果糖激酶基因Pfk的过表达可以加快乳酸乳球菌N8产nisin的速率,缩短发酵周期。     

Pseudomonas azotoformans F77和Pseudomonas paracarnis P1风化黑云母的效应及机制比较

【目的】比较高效矿物风化固氮假单胞菌(Pseudomonas azotoformans) F77及其亲缘关系较近的假单胞菌(Pseudomonas paracarnis) P1风化黑云母的效应和机制。【方法】通过检测两株菌在不同时间点的发酵液中细胞数量、pH值、葡萄糖剩余量、葡萄糖酸浓度和可溶性Fe、Al释放量,比较它们对黑云母的风化效果与生理机制。采用RNA-seq技术研究这两株菌风化黑云母过程中出现差异的分子机制。【结果】在持续5 d的风化试验中,菌株F77发酵液中的细胞数量和pH值低于菌株P1,葡萄糖酸浓度是菌株P1的27.3-53.9倍,Fe和Al元素的释放量是菌株P1的3.3-23.3倍。比较转录组数据表明,菌株F77特有的基因数量(2 872)和差异基因数量(1 832)均多于菌株P1 (分别为1 903和1 258)。菌株F77在胞内物质跨膜转运与碳代谢、细胞运动、趋化与信号诱导等途径中基因数量也高于菌株P1。此外,菌株F77的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶基因差异表达倍数、葡萄糖酸合成基因数量和差异表达倍数也明显高于菌株P1。【结论】菌株F77风化黑云母以及合成葡萄糖酸的能力显著高于菌株P1。菌株F77通过产生葡萄糖酸来促进黑云母的风化。添加黑云母显著促进了菌株F77胞内与矿物风化相关基因的表达,如物质跨膜转运、细胞运动与趋化、信号诱导、碳代谢及能量代谢等途径基因。此外,葡萄糖酸合成途径基因、超氧化物歧化酶基因以及过氧化氢酶基因在矿物风化中可能发挥重要作用。