灵芝线粒体及其对菌丝生长、主要活性成分影响的分析

线粒体是为细胞提供能量（ATP）的细胞器,携带着自己的DNA——mtDNA,已有多种灵芝属菌株的线粒体基因组相继报道,但对于种内的线粒体基因组的分析较少,对核相同、线粒体不同的菌株间差异的研究也鲜有报道。本研究对两株灵芝线粒体基因组进行组装注释,根据差异片段构建分子标记进行种间分类。结果显示：两株灵芝线粒体基因组大小分别为49 233bp、61 563bp的闭环结构,含有15个常见蛋白编码基因,rRNA大小亚基基因及26个携带氨基酸的tRNA基因,其差异区段主要为内含子序列、大亚基及基因间区。根据cob、cox2基因序列能够进行灵芝种间区分,用于灵芝种间鉴定。本研究还根据灵芝119、灵芝无孢的单核菌株构建同核异质体（TY-119、TY-W）,分析线粒体对菌落形态、菌丝生长速度及多糖、三萜成分的影响,结果显示：同核异质体TY-W与TY-119菌落形态上有一定差异,同核异质体TY-W菌丝生长速度为4.77mm/d,是TY-119菌丝生长速度4.50mm/d的1.06倍,同核异质体TY-119菌丝、子实体阶段多糖含量分别为4.45mg/g、12.14mg/g是TY-W菌丝体多糖含量（3.23mg/g）的1.38倍、子实体多糖含量（10.24mg/g）的1.19倍;同核异质体TY-W菌丝、子实体阶段的三萜含量分别为6.82mg/g、11.45mg/g是同核异质体TY-119菌丝体三萜含量（9.26mg/g）的0.74倍,子实体三萜含量（9.10mg/g）的1.26倍。利用高效液相色谱分析同核异质体中灵芝酸含量显示同核异质体TY-W灵芝酸A、灵芝酸E、灵芝酸F含量分别为3.77μg/mL、14.29μg/mL、12.91μg/mL;是TY-119灵芝酸A含量（2.59μg/mL）的1.46倍、灵芝酸E含量（13.65μg/mL）的1.17倍、灵芝酸F含量（12.72μg/mL）的1.06倍。对同核异质体菌丝、子实体阶段多糖、三萜合成通路关键基因（pgm、ugp、gls、hmgs、hmgr、mvd、fps、sqs）表达量进行检测,显示两菌株间多数基因具有显著性差异。结果表明线粒体的不同会影响灵芝菌落形态、菌丝生长速度及多糖、三萜的含量,有助于我们进一步研究线粒体基因组。     

灵芝菌丝体中一个三萜类化合物的核磁归属及活性初探

通过液体振荡-静置两阶段发酵获得灵芝菌丝体,并采用硅胶柱色谱层析、反相柱层析和甲醇重结晶的方法,从中分离得到4个三萜类化合物。根据NMR、MS等波谱数据分析,化合物分别被鉴定为lanosta-7,9(11),24-trien-3α-acetoxy-26-oic acid（1）、灵芝酸R（2）、灵芝酸T（3）和灵芝酸S（4）,其中化合物1的核磁信号全归属为首次报道。4个三萜类化合物均具有较好的抑制肿瘤细胞L1210及K562增殖的活性,且化合物1的体外抗肿瘤活性为首次证实,其对肿瘤细胞L1210及K562增殖的半数抑制浓度IC₅₀分别为22.17μmol/L和54.79μmol/L。     

重伞灵芝线粒体基因组在灵芝种间鉴定中的应用

线粒体是“动力工厂”,能够进行氧化代谢实现能量的转化,参与三羧酸循环形成ATP。随着分子生物学和生物信息学技术的发展,担子菌灵芝属中已有几种灵芝的线粒体基因组被相继报道,但尚未有对重伞灵芝线粒体基因组的报道。本研究通过对重伞灵芝YX线粒体基因组进行组装注释,比较分析了与其他灵芝属物种的差异,根据差异序列构建分子标记对重伞灵芝菌株快速鉴定。结果显示重伞灵芝线粒体基因组大小为67 340bp的闭合环形结构,含有15个普通蛋白编码基因,28个tRNA基因,以及rRNA的大小亚基基因。共5个基因含有12个内含子,主要为IB型,部分为ID型,包含LAGLIDADG_1 superfamily、GIY-YIG_Cterm superfamily保守结构域。根据重伞灵芝线粒体cox2基因设计的特异性引物扩增结果显示：4株重伞灵芝的cox2基因片段均可准确扩增,且扩增不出其他灵芝物种的cox2基因片段。基于各灵芝菌株线粒体cox2基因序列构建系统进化树,可以将4株重伞灵芝归在同一分支上,并且同源性为98%,与ITS鉴定结果一致。可见,基于线粒体基因cox2特异性引物可以快速地对重伞灵芝进行鉴定,且只需通过观察扩增条带的有无,无需测序,省时省力。     

外源物质对灵芝多糖和β-葡聚糖发酵的影响

研究了14种外源物质（化合物）对灵芝细胞生长和发酵合成多糖和β-葡聚糖的影响。结果表明,连翘水提物（3g/L）对灵芝细胞生长具有显著促进作用;薏苡仁酯（3g/L）对灵芝胞内多糖和β-葡聚糖的合成均具有促进作用;而桔梗水提物、硝酸铈铵、硝酸镨、茉莉酸甲酯和硝普钠对灵芝细胞生长和产物合成均具有抑制作用。进一步通过Box-Behnken试验设计和响应面法分析,建立了添加薏苡仁酯发酵产β-葡聚糖的二次多项式模型,经分析得到产β-葡聚糖的最优条件为：薏苡仁酯添加量10.5g/L、接种量16%、添加时间第88小时、发酵初始pH 7.00。在此条件下获得β-葡聚糖的产量可达(40.67±8.43)mg/L,与未添加薏苡仁酯的对照组相比,提高了41.86%;多糖产量为(0.99±0.21)g/L,与对照组相比,提高了31.99%。结果提示所得添加薏苡仁酯的优化条件可定向诱导灵芝β-葡聚糖的合成,同时也表明在灵芝液体发酵体系中添加薏苡仁酯发酵产多糖和β-葡聚糖具有一定的实用价值。     

高速逆流色谱法制备灵芝萜烯酮醇

本研究建立一种从灵芝子实体提取物中快速制备灵芝萜烯酮醇的方法。以沪农灵芝1号子实体为原料,经乙醇提取、D101大孔树脂富集后,再经一次正相色谱柱层析,获得富含灵芝萜烯酮醇的流分。采用高速逆流色谱法对该流分进行分离,优化分离条件,获得的最佳条件为：溶剂体系为正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水（V/V/V/V,12:24:18:9）,流速2.0mL/min,转速900r/min,上样量500mg,一次上样可得到纯度为90.9%的灵芝萜烯酮醇52.1mg,得率达到10.4%。该方法具有操作简单、污染小、成本低、得率和纯度高的特点,是规模化制备灵芝萜烯酮醇的一种新方法。     

不同处理方法对灵芝β-葡聚糖降解效果的比较研究

本研究采用酸法、碱法、酶法和微波法对灵芝β-葡聚糖进行降解,通过降解率、产物分子量变化、产物聚合度分布等指标比较了不同方法的降解效果。结果表明,微波法降解率高达94%,处理后产物的分子量明显降低,寡糖产物聚合度分布广。酶法降解率约为40%,寡糖产物中含有DP2-5的成分。酸法及碱法降解率低于20%,寡糖产物少。研究表明,与其他3种方法相比,微波法降解率高、产物丰富、操作条件易于控制,是一种简单、高效的降解灵芝β-葡聚糖、制备灵芝β-葡寡糖的方法。     

玉米灵芝菌粮营养成分及加工特性变化研究

玉米作为主要的杂粮谷物,营养价值高,维生素、膳食纤维等含量丰富,可以预防多种亚健康疾病,受到市场追捧。但是玉米粉营养结构不均衡、加工性差,限制其应用。有研究表明,微生物发酵技术可以改善谷物的营养成分、大分子物质结构和加工特性。基于此,利用灵芝固态发酵玉米,得到玉米灵芝菌粮（简称菌粮）,从营养成分、大分子物质结构和加工特性3个方面对其进行评价。结果显示,与未发酵玉米相比,菌粮中碳水化合物、蛋白质含量分别提高了748%、28.00%,且蛋白质的氨基酸评分提高,而脂肪含量降低了52.56%;维生素C、核黄素和烟酸含量均显著提高（P<0.05）,分别提高了56.19%、73.91%和20.27%,且玉米中缺乏的硫胺素在菌粮中被检测到;菌粮中各类淀粉和纤维的含量也发生了显著变化（P<0.05）,淀粉、支链淀粉含量分别降低了11.17%、34.70%,直链淀粉含量提高了26.66%,粗纤维、不溶性膳食纤维含量分别降低了21.07%、21.47%,可溶性膳食纤维含量提高了13.57%;菌粮粉粘度降低,水溶性指数提高,吸水性指数和溶胀力降低;此外,与灵芝子实体相比,菌粮中灵芝三萜和灵芝酸含量均显著提高（P<0.05）,分别为灵芝子实体的1.68和2.07倍。灵芝固态发酵玉米得到的玉米灵芝菌粮,营养结构更加均衡,功能活性提高,具有更高的营养价值;大分子物质结构发生改变,加工特性得到改善,冲调特性更好。研究结果为食用菌发酵改良谷物特性的研究提供了参考和指导。     

Comparison of Rapid DNA Extraction Methods Applied to PCR Identification of Medicinal Mushroom Ganoderma spp.

Abstract

Four different DNA extraction methods were used to extract genomic DNA of the medicinal mushroom Lingzhi from its developing stage materials, such as mycelium, dry fruiting body, or sliced and spore powder or sporoderm‐broken spore powder. The DNA samples were analyzed using agarose gel electrophoresis, UV spectrophotometer, and PCR amplification. According to the average yields and purity of DNA, high salt concentrations and low pH methods were the best for DNA extraction. The mycelia and sporoderm‐broken spore powder yielded higher and purer DNA. The method developed could effectively eliminate the influence of the secondary metabolites to DNA extraction. The DNA samples extracted from the developed method could be successfully used for PCR applications.     

Chitin and chitosan biopolymer production from the Iranian medicinal fungus Ganoderma lucidum: Optimization and characterization

Abstract

Chitin and chitosan with unique properties and numerous applications can be produced from fungus. The production of chitin and chitosan from the mycelia of an Iranian Ganoderma lucidum was studied to improve cell growth and chitin productivity. Inoculum size and initial pH as two effective variables on the growth of G. lucidum and chitin production were optimized using response surface method (RSM) by central composite design (CCD). The results verified the significant effect of these two variables on the cell growth and chitin production. In optimum conditions, including pH?=?5.7 and inoculum size of 7.4%, the cell dry weight was 5.91?g/L and the amount of chitin production was 1.08?g/L with the productivity of 0.083?g/(L day). The produced chitin and chitosan were characterized using XRD and FTIR. Moreover, the antibacterial activity of the produced chitosan was investigated and compared with the commercial chitosan. The results showed that the produced chitin and chitosan had suitable quality and the Iranian G. lucidum would be a great source for safe and high-quality chitin and chitosan production.     

菌糠二次利用栽培黑木耳试验研究

为充分利用营养没有得到充分吸收的栽培过食用菌的废弃菌糠、明确在牡丹江地区再利用食用菌菌糠生产黑木耳的适宜比例,以灵芝和鲍鱼菇的废弃菌糠为试验材料,进行不同配方的对比试验。试验结果表明：黑木耳培养料中灵芝菌糠体积分数为30%时栽培效果最佳,显著优于参入鲍鱼菇菌糠的各种培养料配方（P〈0.01）。因此,可以利用灵芝菌糠废料作为替代料栽培黑木耳使用。