解淀粉芽孢杆菌合成surfactin的发酵策略优化

Surfactin作为一种绿色生物表面活性素在多种领域均有潜在的应用价值,但是在生产过程中存在着泡沫难以控制的问题,阻碍了其实现工业化生产。因此在7L发酵罐水平探究了适合surfactin工业化生产的最佳发酵策略。研究结果表明,过量添加消泡剂会对微生物的生长造成不利影响而且会增加生产成本,以有机硅和大豆油为消泡剂时surfactin产量分别为1.42g/L和1.96g/L。通过改进发酵罐采用泡沫分离的发酵策略,不仅可以经济有效地解决泡沫难以控制的问题,而且可以实现surfactin的原位分离,surfactin产量为2.39g/L;基于泡沫分离式发酵,控制pH=7后surfactin产量提高至3.45g/L;又进一步通过控制DO≥20%后产量提高至5.07g/L。最后,将泡沫分离耦合pH、溶解氧控制及恒速补料,控制pH=7、DO≥20%、恒速流加速度1.39ml/min,可以将surfactin产量显著提高至6.04g/L,与添加消泡剂相比,产量提高了4.25倍。以上结果为surfactin的工业化生产提供了依据。     

环境变异对青稞热稳定蛋白质含量及蛋白质Z的影响

热稳定蛋白是衡量麦芽品质的重要指标,为探明青稞籽粒和麦芽热稳定蛋白的含量、蛋白质Z的组成特征以及影响条件。本研究以3份青稞和1份对照大麦品种Gairdner为试验材料,对青稞籽粒及其麦芽的热稳定蛋白进行分析与鉴定,研究了不同生态环境下青稞热稳定蛋白质含量和蛋白质Z的组成特征,同时筛选出了优异啤用品质青稞品种(品系)。结果表明,青稞发芽温度为20℃,发芽时间为72 h,培养溶液PH为5时,发芽及焙焦条件下最有利于青稞热稳定蛋白总含量及蛋白质Z的累积。利用该发芽条件筛选种植于西宁、湟源和海晏的青稞资源,发现种植于西宁的青稞种子和发芽后热稳定蛋白质总含量最低,但是焙焦后热稳定蛋白质和蛋白质Z含量最高;同时从150份青稞资源中筛选出热稳定蛋白质含量及蛋白质Z条带清晰、含量高的优异资源15份。本研究结果为酿造青稞品种选育、啤用青稞和麦芽质量评价指标提供理论依据。     

基于染色体置换系的普通野生稻耐盐性QTL定位

本研究分别利用SSR标记、InDel标记以及简化基因组测序技术对一套以普通野生稻为供体亲本,9311为受体亲本的染色体置换系进行基因型鉴定,并通过对其不同生育期的耐盐性鉴定,共发掘2个与发芽期耐盐相关的QTL,13个与苗期耐盐性相关的QTL。其中与苗期存活率相关的QTL qSSR5.1、苗期耐盐等级相关的QTL qSSG5.1均被定位于同一位点,该位点对苗期存活率、苗期耐盐等级均具有增效作用,贡献率分别为6.36%、8.13%。在此QTL内包含与非生物胁迫相关基因OsDi19-1。经序列比对发现,OsDi19-1启动子区域在两亲本间存在较大差异,且受到盐胁迫时该基因表达量上升。同时,鉴定出水稻芽期耐盐的优异种质资源CSSL72、苗期耐盐的优异种质资源CSSL23、CSSL153,为水稻育种中耐盐性的改良提供了新的种质资源。     

蛹虫草MF27菌糠多糖对肝细胞氧化损伤的保护作用

蛹虫草是一种可利用大米、小麦等谷物培育的名贵药用真菌,其采收后的菌糠里仍富含许多生物活性物质。本研究立足于蛹虫草菌糠多糖,先分析其化学抗氧化活性,再以H₂O₂诱导氧化应激损伤的LO2细胞为模型,评价其对肝细胞氧化损伤的保护作用,进而解析活性多糖的单糖组分。结果显示,菌糠多糖能够有效清除DPPH自由基、羟基（?OH）自由基和ABTS自由基,EC₅₀分别为0.26mg/mL、1.03mg/mL、0.57mg/mL,提示其具有良好的抗氧化能力;在H₂O₂诱导氧化应激损伤的LO2细胞中,菌糠多糖能有效地保护细胞形态的完整性,并且随浓度梯度递增式地提高细胞存活率,当多糖浓度为5mg/mL时,细胞存活率可达91.83%;在分析其作用机制上,与模型组对比,菌糠多糖能通过调节细胞抗氧化酶SOD（提高4.91倍）和CAT（提高3.40倍）的表达来清除ROS含量（P<0.01）,降低氧化损害;经检测,虫草菌糠活性多糖主要含有葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、木糖、半乳糖醛酸、鼠李糖和岩藻糖等单糖。研究结果表明蛹虫草MF27菌糠多糖具有保护肝细胞氧化损伤的作用,为进一步开发和利用虫草菌糠提供了重要理论依据。     

栽培条件对灵芝子实体中四种重金属含量的影响

以不同灵芝品种、不同栽培基质、不同栽培方式、不同生长时期获得的菌草灵芝和木屑灵芝为原料,对栽培基质及灵芝子实体中铅、砷、汞、镉4种重金属的含量参照国际标准进行检测,结果表明虽然菌草栽培基质中重金属含量高于木屑栽培基质,但菌草灵芝对重金属富集率远低于木屑灵芝,成熟期的菌草灵芝与木屑灵芝中的重金属含量均低于农业行业标准和国家标准。因此菌草可以替代木屑用作灵芝栽培的营养来源。     

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。     

栽培条件对灵芝子实体的三萜组成及其活性的影响

以不同灵芝品种、不同栽培基质、不同管理方式、不同生长时期获得的灵芝子实体为原料,用95%乙醇超声提取,对提取物进行了含量测定、三萜组成分析和体外抗肿瘤实验。结果表明,不同子实体醇提物中三萜和甾醇类物质的含量在4.60-6.20mg/g之间;高效液相分析发现10种三萜化合物的种类和含量在样品间存在明显差异。所有灵芝子实体醇提物对肿瘤细胞L1210的增殖均有一定的抑制作用,开伞期的灵芝子实体醇提物抑制肿瘤增殖的活性优于其他生长时期。     

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。     

桑黄菌丝体和子实体中次级代谢产物及其活性的比较

研究桑黄发酵菌丝体次级代谢产物及活性与子实体的差异性,探讨其替代子实体的可能性。研究通过高效液相色谱分析和化学法比较菌丝体和子实体石油醚、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇4个萃取相中的成分差异,以二苯基三硝基苯肼自由基（DPPH）清除率和Trolox当量抗氧化能力（TEAC）作为抗氧化活性的指标、HepG2和MCF-7癌细胞的抑制率作为抑制肿瘤细胞生长的指标,比较其活性差异。结果表明,菌丝体和子实体4个萃取相在化学成分上存在差异;在活性方面,菌丝体各萃取相的抗氧化活性高于子实体,而子实体抗肿瘤活性优于菌丝体。菌丝体醇提取的总黄酮含量高于子实体醇提物,抗氧化活性和总黄酮含量有显著相关性,发酵菌丝体在抗氧化活性方面具有替代子实体的可行性。