赖氨酸高产菌株选育的基础研究

以本实验室提供的谷氨酸棒状杆菌为出发菌株,经紫外线或硫酸二乙酯(DES)诱变处理,共检出营养缺陷型12株,并进行鉴定,从中筛选出赖氨酸的高产菌株,且对其进行发酵产酸试验。本文研究旨在选育赖氨酸的高产菌株,并研究适宜的发酵工艺,以提高产酸率,降低生产成本。     

高效絮凝剂产生菌的培养和筛选

选取菌株上清液对高岭土悬浊液絮凝性的大小为筛选指标,从太原市北郊污水处理厂的活性污泥和中北大学柏林园的土壤中分离出24种菌株(絮凝剂产生菌),基于絮凝特性进行进一步筛选及比较,最终获得3种絮凝活性较高,絮凝性稳定的菌株。     

朱顶红新品种DUS测试数量性状筛选与分级

利用70个朱顶红品种对12个数量性状进行了筛选及分级研究,并对5个数量性状的测量部位进行了研究。结果表明:所有性状均满足DUS测试要求,性状2由于区分能力弱不适于作为DUS测试性状。12个数量性状可进行3~9个连续分布的分级。花茎从下往上逐渐变细,但不同品种变细程度略有差异,在测量花茎中部的最大宽度时要求严格测量花茎的1/2处;不同茎上各数量性状测量值略有差异,除花茎长度和花梗长度外的性状差异不显著;同一花茎不同花间数量性状差异较小;同品种的花外花被片长度、宽度不存在显著差异;种球大小对数量性状有显著影响。     

藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和基因文库的构建北大核心CSCD

【目的】建立藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的遗传操作系统和基因文库,以便筛选次级代谢产物生物合成基因。【方法】利用大肠杆菌和链霉菌的属间接合转移的方法,以整合型载体pPM927、pSET152和复制型载体pJTU1278构建链霉菌遗传操作系统。以pCClFOS^(TM)载体,大肠杆菌EP1300^(TM)-T1~R为宿主菌构建Fosmid文库。随后,设计引物,利用"板池-行池-单克隆"的三级PCR方法对文库进行快速筛选。【结果】pPM927、pSET152和pJTU1278均成功转入藤黄生孢链霉菌NRRL 2401,其中pSET152载体的转化效率最高。构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的基因文库,含2880个克隆,平均插入片段大小约为35 kb,空载率小于1%,文库覆盖率为99.99%,覆盖基因组16.5倍。同时,初步筛选出可能含有吲哚霉素生物合成基因簇的9个阳性克隆。【结论】成功构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和高质量的基因文库,为克隆该菌中次级代谢产物生物合成基因簇以及进一步遗传改造奠定了基础。     

靶向铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)粘肽合成酶PBP3的抗菌先导化合物的虚拟筛选及活性研究

【目的】开发出与铜绿假单胞菌粘肽合成酶PBP3有高亲和力,具有全新结构的先导化合物。【方法】以铜绿假单胞菌粘肽合成酶PBP3为靶点,通过分子对接软件DOCK6.5,对含有104万个小分子化合物的数据库进行了大规模虚拟筛选,选取结构相对简单的中选化合物进行合成,得到先导化合物,并验证其抑菌活性。【结果】通过grid score进行第一轮初筛,筛选出grid score分值小于–30 kcal/mol的6万个化合物,接着以amber score进行第二轮筛选,筛出amber score分值小于–20 kcal/mol的化合物约200个。最终,经过观察分析,从中挑选出4种打分高并且结构新颖的小分子化合物作为先导化合物。合成出的先导化合物及其衍生物对铜绿假单胞菌等常见微生物的最小抑菌浓度(MIC)在175–275μg/m L之间,对革兰氏阴性菌和阳性菌均有效,MIC值比作为阳性对照的磺胺嘧啶更低,说明先导化合物具有较好的抗菌活性。【结论】这些先导化合物可以进一步开发为新型抗菌药物,用于解决铜绿假单胞菌的耐药性问题。     

高产莫纳可林K低产桔霉素红曲霉菌株的筛选和发酵条件初步优化

采集全国各地红曲霉制品中的红曲霉资源,经分离获278株红曲霉菌株。高效液相色谱(HPLC)法测定各菌株发酵液中莫纳可林K(Monacolin K)和桔霉素含量,筛选获1株Monacolin K产量较高、桔霉素含量较低的红曲霉菌株编号为M-22。依据形态特征和ITS基因序列,参照红曲霉属分类检索表,鉴定M-22菌株为紫色红曲霉(Monascus purpureus)。通过摇瓶发酵对温度、初始pH、碳源、氮源、碳氮比(C/N)等因素进行优化,确定M-22菌株摇瓶发酵产Monacolin K适宜条件为发酵温度26℃、初始pH 5.0、转速160 r/min,甘油为碳源、蛋白胨为氮源、碳氮比(C/N)为5:1,Monacolin K产量显著提高,最高为107.16 mg/L。以优化的发酵条件对M-22菌株进行5 L发酵罐发酵,发酵液中Monacolin K产量最高为189.83 mg/L,桔霉素含量32.53μg/L,红曲色素色价为16.38 U/m L。     

光合细菌的分离、保存及其同化磷能力试验研究

为了研究光合细菌的保藏方法及其同化磷能力,采用液体种室内自然放置、液体种蜡封和穿刺物蜡封等方法对光合细菌进行保藏方法研究,结果表明,液体种蜡封和穿刺物蜡封可作为该菌种的长期保存方法;对两株菌的磷同化能力进行了比较,降解率分别为22%和15%。本研究为获得光合细菌的长期保存方法及其在污水净化中的应用提供参考。     

环境筛选和扩散限制在地表和地下螨群落物种共存中的调控作用

识别扩散限制和环境筛选在群落物种共存中的相对作用,是土壤动物群落物种共存机制研究的重要内容,然而少有针对地表和地下土壤动物群落的探讨。在三江平原农田生态系统,设置一个50 m×50 m的空间尺度,探讨环境筛选和扩散限制对地表和地下土壤螨群落物种共存的调控作用。基于Moran特征向量图(MEMs)和变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用;采用偏Mantel检验进一步分析环境距离和空间距离的相对贡献;使用RDA分析环境因子对螨群落物种组成的解释能力。变差分解结果表明,空间变量对地表、地下和地表-地下土壤螨群落具有较大的显著方差解释量,而环境变量和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验没有发现环境距离或空间距离的显著贡献;RDA分析表明土壤p H值、大豆株高和土壤含水量对土壤螨群落具有显著的解释能力,说明环境变量对螨群落物种组成的重要作用。研究表明,在三江平原农田生态系统,地表和地下土壤螨群落物种共存主要受到扩散限制的调控作用,同时环境筛选的调控作用也不容忽视。     

不同抗生素对金发草愈伤组织生长分化的影响

该研究以金发草愈伤组织为材料,通过分析比较不同抗生素种类(卡那霉素、潮霉素、头孢噻呋钠和氨苄青霉素)和浓度对金发草愈伤组织生长分化的影响,来确定适用于金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂和抑菌剂。结果表明：(1)金发草愈伤组织对卡那霉素很敏感,且其分化率随着卡那霉素浓度的增加显著减少( P＝0.01)。当卡那霉素浓度为10 mg·L-1时,金发草愈伤组织的生长分化受到明显抑制,且有大量的白化苗形成,但分化率仍有36.56％;当卡那霉素浓度为15 mg·L-1时,金发草愈伤组织的分化率为11.94％,只有很少部分的愈伤分化出绿色的丛生苗;当卡那霉素浓度为20 mg·L-1时,金发草愈伤组织基本褐化死亡,分化率仅为2.26％。因此,浓度为15 mg·L-1的卡那霉素适合作为金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂。(2)金发草愈伤组织对潮霉素的敏感性要比卡那霉素弱,且潮霉素对金发草愈伤组织分化率的影响小,但毒害作用大。因此,潮霉素不适合作为金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂。(3)300 mg·L-1的头孢霉素和氨苄青霉素对金发草愈伤组织生长分化影响很小且能有效抑制杂菌的生长,较高浓度的氨苄青霉素对金发草愈伤组织的抑制作用不太明显。因此,300 mg·L-1的头孢霉素和较高浓度的氨苄青霉素均可作为金发草遗传转化体系中的抑菌剂。该研究确定了适用于农杆菌介导的金发草遗传转化体系中的抗性筛选剂和抑菌剂,为金发草的遗传改良及功能性基因的研究奠定了基础。     

白芨SSR引物筛选及群体遗传多样性研究

白芨(Bletilla striata Rchb.)为中国珍稀濒危植物,重要的药用植物。该研究基于Illumina测序技术构建白芨基因组文库和微卫星文库,设计白芨微卫星引物,用白芨4个野生种群80个个体对引物进行多态性检测,应用4个白芨近缘种中进行引物的通用性检测,并在此基础上分析了白芨的遗传多样性和遗传分化,以探讨白芨的遗传结构和进化潜能。结果表明:(1)白芨基因组中微卫星片断丰富,共检测出17 841条微卫星片断。基于白芨微卫星库对100个位点设计了引物对,经PCR扩增和检测筛选出能够稳定扩增的多态性位点20个,每个位点的复等位基因数(Na)在2~6之间,平均为3.85;20对引物的大部分能够在4个白芨近缘种中成功扩增。(2)白芨在物种水平均有较高的遗传多样性(Na=3.85,I=1.07,H=0.614 7),白芨种群遗传分化强烈(Gst=0.43),居群间的基因流较弱(Nm=0.867 6),居群聚类分析结果均表明地理距离较近的居群具有较近的遗传关系。