产紫杉醇内生真菌枝状枝孢霉MD2的发酵条件优化

[目的]通过优化内生真菌枝状枝孢霉MD2的发酵条件,提高10-去乙酰巴卡亭Ⅲ (10-DAB)和紫杉醇(Taxol)的产量.[方法]采用单因素试验分析不同的培养基初始pH值、培养温度、摇床转速和培养时间对10-DAB和紫杉醇产量的影响,优化枝状枝孢霉MD2的培养条件;以YES为基本培养基,采用单因素试验和正交试验分析添加苯甲酸钠、苯丙氨酸、丝氨酸和甘氨酸4种前体物对10-DAB和紫杉醇产量的影响,优化枝状枝孢霉MD2的培养基组分.[结果]优化后发酵条件为:在初始pH为5.0的300 mL YES培养基中,添加15 mg/L苯甲酸钠、25 mg/L苯丙氨酸、5 mg/L丝氨酸、15 mg/L甘氨酸,接种1 mL枝状枝孢霉MD2的孢子悬液(107-10s个孢子/mL),28.0℃、220 r/min发酵培养12d.在此条件下,枝状枝孢霉MD2的生物量、10-DAB和紫杉醇的产量分别为15.5 g/L、471.5 μg/L和569.5 μg/L,与初始发酵条件相比,分别提高了1.3、3.6和3.4倍.[结论]首次获得了枝状枝孢霉MD2生产10-DAB和紫杉醇的较适摇瓶发酵条件,可为进一步放大发酵培养提供参考.     

计算机视觉在线虫进食行为自动分析中的应用

秀丽隐杆线虫被广泛地用作研究基因与行为关系的绝佳模式生物.线虫的咽部神经元回路控制着复杂的进食行为.为了研究进食行为的分子机制,有必要对线虫进食行为表型分析鉴定.然而,目前为止,几乎所有的线虫进食行为表型鉴定都是通过人眼来判断.因为其泵入食物的肌肉运动频率高,该行为的分析是很困难而且效率低下的.为解决这个问题,我们设计了基于计算机视觉技术的自动化成像系统来高通量分析线虫进食行为表型.此成像系统对进食表型的检测准确率达到98%以上,并使得连续可靠地分析其表型细微变化成为可能.同时,在保证高准确率的前提下单位时间内分析数据的效率比人工分析提高了3倍.     

木质素的微生物解聚与高值转化

木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源。我国每年产生约9亿吨农业秸秆,因得不到有效利用,不仅造成资源浪费,也产生了诸多严峻的环境问题。缺少木质素的高效降解和资源化利用技术是限制木质纤维素产业化的主要瓶颈之一。虽然木质素的降解与转化多年来一直都受到关注,但是由于木质素结构的复杂性及异质性,使其高效利用受限。近年来,微生物具有的“生物漏斗”式转化特性为木质素的高值转化和利用提供了新方向。本文就生物质利用研究以来,微生物在木质素解聚与转化方面的研究历程与最新进展进行了简要的回顾与总结,并初步讨论了目前木质素高值转化面临的机遇与挑战。     

药用植物刺山柑愈伤组织诱导及细胞生长代谢特征研究

本文研究了不同外植体及激素对刺山柑愈伤组织诱导的影响,不同激素配比对愈伤组织增殖培养以及悬浮细胞的生长与代谢特征。结果表明:以刺山柑叶片作为诱导愈伤组织的材料,效果较佳;愈伤组织诱导和继代的适宜培养条件是分别是MS 0.5mg/L 2,4-D 1.0mg/L6-BA和MS 1.0mg/L2,4-D 1.5mg/L6-BA。刺山柑悬浮培养细胞的生长周期为30天左右,细胞生长曲线呈"S"形,生物量增长2.8倍左右;细胞生长周期内,碳源消耗规律表现为蔗糖和可溶性总糖的浓度持续降低,而还原糖则表现为先升高后降低;过氧化物酶活测定显示酶活水平与蔗糖浓度的高低呈一定程度的正相关。     

绿色荧光蛋白标记的葡萄糖转运蛋白4稳定表达细胞系的建立

目的:建立稳定表达EGFP标记的葡萄糖转运蛋白4的CHO细胞系,为研究GLUT4在CHO细胞中的转运调节机制奠定基础。方法:采用分子克隆方法构建GLUT4-EGFP的融合蛋白,在FLP-in的CHO细胞系中表达,潮霉素筛选后得到稳定的细胞系。结果:通过共聚焦显微镜的检测,证明了此稳定细胞系的阳性率达到了99%。定位研究表明大部分GLUT4以囊泡形式分布在CHO细胞胞浆内,但是质膜上也有少量的GLUT4。结论:建立了一个稳定表达GLUT4-EGFP的CHO细胞系,为进一步研究GLUT4的转运提供了一个很好的细胞模型。     

Galactomyces geotrichum Y25产脂肪酶条件的优化

应用响应面法对Galactomyces geotrichumY25液体发酵产脂肪酶的条件进行了优化。首先采用Plackett-Burman设计对影响产酶因素的效应进行评价,筛选出黄豆粉、玉米浆和发酵时间3个对产酶影响显著的因素。用最陡爬坡路径逼近最大产酶区域后,利用响应面设计对显著因素进行优化,得出黄豆粉、玉米浆最佳质量分数分别为2.51%、2.12%,最佳发酵时间101.95 h。优化后液体发酵液中脂肪酶活力提高到34.65 U/mL,比初始酶活力9.6 U/mL提高了3.61倍。表明响应面法可显著优化Galactomyces geotrichumY25液体发酵产脂肪酶条件。     

固定化脂肪酶性质及其应用研究

利用以四甲氧基硅烷(TMOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体的溶胶-凝胶法(sol-gel)固定洋葱假单胞菌属脂肪酶,考查了固定化酶和游离酶的酶学性质及催化不同油脂酯交换合成生物柴油的情况。结果表明,80℃以下固定化酶能保持80%以上的酶活,而游离酶在50℃以后活力急剧下降,到80℃残余酶活约为10%;固定化酶在体积分数50%的甲醇中处理48 h能保持85%的酶活,在体积分数90%的乙醇中处理48h能保持31%的酶活,而游离酶残余酶活只有69%和0;在酯交换反应中固定化酶的催化效率比游离酶高10%~20%,且固定化酶重复使用11次后仍能保持60%的酶活。结果显示,酶经过固定化后稳定性和催化活性显著提高。     

岩溶区水生生态系统微藻的生物碳泵效应

微藻在水生生态系统的碳固定中扮演重要角色。本文综述了岩溶区水生生态系统生物碳泵的提出、岩溶区微藻生物碳泵作用、影响微藻固碳的主要环境因素以及岩溶区微藻固碳的研究进展,并提出了亟待解决的关键科学问题,为深入研究岩溶区水生生态系统微藻固碳能力及生物碳泵机制、科学认识岩溶生态系统的碳汇潜力、丰富和完善岩溶碳循环理论提供参考。     

转基因小麦“中间试验”与农艺性状评价

在湖北武汉对3个转基因小麦品系连续2次进行了"中间试验".结果表明在田间栽培条件下,转基因小麦植株个体生长发育正常,但转基因小麦主要农艺性状与对照间存在差异;特别是小区产量与本地小麦品种之间存在极显著差异;转基因小麦品系与其受体品系之间千粒重和小区产量上存在显著差异或极显著差异.组织化学和SDS-PAGE检测结果表明,外源基因能够稳定遗传,功能得到正确表达.     

稀土元素对红豆杉细胞悬浮培养及紫杉醇合成的影响

研究了在250mL摇瓶中,不同浓度的硝酸镧、硫酸铈铵、硝酸亚铈3种稀土化合物对细胞生长及紫杉醇分泌和释放的影响。结果表明,在培养初期加入稀土元素。3种不同稀土化合物对细胞生长影响强弱不同,但趋势相似,均使细胞的延迟期缩短。1ppm的Ce^4 促进细胞生长的效果最明显。细胞干重第17d达到10.9g/L。在指数期加入稀土元素。10ppmCe^3 刺激细胞生长的效果最明显,细胞干重最高值达到11.5g/dL,比对照高1.5g/L,而10ppm的La^3 抑制细胞的生长。经稀土元素处理后,细胞胞内和胞外紫杉醇含量都有大幅度的提高,其中以10ppmCe^3 处理,胞外紫杉醇释放率最大,达37.7%。