亚香棒虫草菌丝体金属硫蛋白的提纯及性质

【目的】探讨锌离子诱导亚香棒虫草(Cordyceps hawkesii)菌丝体金属硫蛋白的产生及性质。【方法】亚香棒虫草菌丝体以18 g/L Zn2+在10 L发酵罐中诱导培养64 h后收集菌丝体,产率为每升发酵液收集12.2 g菌丝体(干重),细胞破碎取上清液通过2次凝胶柱层析,冷冻干燥得到亚香棒虫草菌丝体金属硫蛋白纯品。利用考马斯亮蓝法(Bradford法)进行含量测定,用银饱和分析法结合原子吸收光谱(AAS)测定MT含量,用Ellman’s方法和火焰原子吸收法分别测得巯基含量和结合锌原子数,用电喷雾质谱仪测得分子量,全自动氨基酸分析仪测氨基酸组成。通过对羟基自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基的清除率试验探讨亚香棒虫草金属硫蛋白的抗氧化活性。【结果】发酵终点金属硫蛋白产量为15.3 mg/g菌丝体湿重。金属硫蛋白的分子量为7 680 Da,每分子蛋白质含有18个巯基、结合4个Zn原子。氨基酸组成分析结果显示,每分子蛋白质共含60个氨基酸,其中含有15个半胱氨酸,且含有组氨酸和芳香族氨基酸。亚香棒虫草金属硫蛋白的抗氧化活性稍强于谷胱甘肽,弱于动物金属硫蛋白。【结论】亚香棒虫草在Zn2+胁迫下能够大量合成金属硫蛋白,且其金属硫蛋白的性质与哺乳动物金属硫蛋白有相似性。     

虫花菌胞外糖蛋白的分离、纯化及其性质研究

虫花菌(Isaria farinosa(Dicks)Fr.)发酵液经超滤浓缩、乙醇沉淀、弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂去杂蛋白后,又经Sephadex G-150纯化得到PG。PG经醋酸纤维膜电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳和Sepharose 4B柱层析,证明是单一均匀的糖蛋白。PG的分子量为11.1万。PG的糖含量为92.35％、蛋白含量为7.61％。PG用气相色谱、红外光谱分析表明含有D-甘露糖、D-半乳糖,其摩尔比是5.93:1。推测PG主要含α-型糖苷键。PG对小鼠实体瘤S-180有一定的抑制作用,抑瘤率为22.2％。     

铜绿假单胞菌Arr基因突变对生物膜和绿脓菌素合成的影响

为了研究铜绿假单胞菌Arr基因对生物膜和绿脓菌素合成的影响,采用抗庆大霉素基因序列(Gentamycin resistance cassette,aacC1)插入失活的策略构建了铜绿假单胞菌Arr基因突变株PA-AG,通过96孔板静止培养、结晶紫染色的方法检测其生物膜的形成量,利用抽提的方法检测绿脓菌素的合成量。结果在KMB或LB培养基中,突变株PA-AG形成生物膜的量均有所减少,野生株约是突变株的2倍,然而突变株合成绿脓菌素的能力却明显加强,约为野生株的2.5倍。由此推测,铜绿假单胞菌Arr基因在一定程度上促进了生物膜的形成,抑制了绿脓菌素的合成。     

gacS基因插入失活对绿针假单胞菌G-05的两种胞外次生代谢物合成的影响

一株来自大棚温室甜椒根际的绿针假单胞菌Pseudomonas chlororaphis G-05,可分泌抗生物质吩嗪-1-羧酸,并具有抑制辣椒疫霉的生物防治功效。【目的】为了系统研究该菌株的生物防治功能及抗生物质合成与分泌机制。【方法】首先通过生化法和16S rDNA同源比对法对该菌株进行系统分类的初步鉴定,再根据基因的同源性从G-05基因组DNA中克隆长1.4 kb的gacS基因的部分保守区段,采用抗庆大霉素基因（gentamycin resistance cassette, aacC1）插入失活的策略构建了该基因突变株G-05S。【结果】在King’ s B（KMB）或PPM培养基中,突变株G-05S合成吩嗪-1-羧酸的能力受到明显抑制。然而,突变株G-05S分泌的吲哚乙酸与野生株相比无显著差异。互补实验表明,gacS基因的表达可以使突变株G-05S的吩嗪-1-羧酸的合成恢复到野生株水平。【结论】由此推测,GacS(Global activator sensor )对不同次生代谢物的调控具有特异性。     

蜜环菌子实体的诱导和发生条件

研究蜜环菌子实体在人工诱导下的发生规律,主要包括子实体发生与培养基种类、培养基量、培养时间等的关系。麦芽汁培养基是适合蜜环菌子实体发生的培养基,在该培养基上蜜环菌子实体发生率可以达到100%,子实体最短可以在45天发生。子实体发生与培养基瓶装量有关,每瓶中培养基总固形物(琼脂除外)达到6.75g才足以发生子实体。子实体发生时间与25℃的培养时间有关系,培养时间不足使子实体发生时间延迟。菌体总生物量对培养基中总营养成分的转化率可以达到65.90%,子实体生物量对培养基中总营养成分的转化率为1.52%~9.11%。     

两种大型真菌菌丝体对重金属的耐受和富集特性

用平板培养法检测大型真菌秀珍菇和猪肚菇菌丝体对重金属铬、铅和锰的耐受及富集特性。分别测定了3种重金属不同浓度处理下秀珍菇和猪肚菇的菌落直径、菌丝体干重和菌丝体中的重金属含量。结果表明:秀珍菇和猪肚菇菌丝体对Cr的耐受特性和耐受能力相当,二者的菌落直径和菌丝体干重均随Cr处理浓度的增加先升高后降低,生长抑制率为50%的Cr浓度都约为200 mg/L,对铬的最大耐受浓度都为500 mg/L。秀珍菇菌丝体对Pb敏感,100 mg/L的Pb即可极显著的抑制秀珍菇菌丝的生长,而猪肚菇则直到500 mg/L的Pb,菌丝体的生长都未受显著影响;二者生长抑制率为50%的Pb浓度分别为100 mg/L和700 mg/L,最大耐受浓度分别为1000 mg/L和2000 mg/L;因此,猪肚菇对Pb的耐受能力比秀珍菇强。秀珍菇不耐锰,而猪肚菇对锰表现出相对较高的耐受能力,生长抑制率为50%的Mn浓度约为1000 mg/L,最大耐受能力为6000 mg/L。秀珍菇菌丝体对Cr和Pb、猪肚菇菌丝体对Cr和Mn均没有达到超富集。但猪肚菇菌丝体中Pb的含量可达1125.56 mg/kg(干重),达到超富集水平,暗示猪肚菇可能是铅超富集大型真菌。     

蛹虫草金属硫蛋白分离纯化及性质研究

研究探讨锌离子胁迫下蛹虫草Cordyceps militaris金属硫蛋白的产生及性质。蛹虫草菌丝体以15g/L Zn2+在10L发酵罐中诱导培养56h后收集,产率为每升发酵液收集12.021g菌丝体(干重),细胞破碎取上清液通过两次凝胶柱层析,冷冻干燥得到蛹虫草金属硫蛋白纯品。利用Bradford法进行蛋白质含量测定,用银饱和分析法结合原子吸收光谱(AAS)测定MT含量,发酵终点处金属硫蛋白含量为12.876mg/g菌丝体(湿重)。用电喷雾质谱法测得金属硫蛋白的分子量为7 390Da,用Ellman’s方法和火焰原子吸收法分别测得每分子蛋白质含有14个巯基、结合5个Zn原子。氨基酸组成分析结果显示,每分子蛋白质共含57个氨基酸,其中含有13个半胱氨酸,疏水氨基酸占29.8%,且含有组氨酸。以上表明,研究中的蛹虫草金属硫蛋白与哺乳动物金属硫蛋白结构差异较大,但与酵母菌金属硫蛋白结构组成类似。     

九州虫草菌丝体对Mn的耐性及富集

重金属耐性真菌的研究是生物修复的重要研究内容。本文研究了九州虫草（Cordyceps kyusyuensis）对于Mn的耐性及富集。在液体培养基中添加不同浓度（0—60 g/L）的Mn离子,测定其菌丝生物量、菌丝Mn含量、菌丝抗氧化酶活性和过氧化水平以及菌体细胞离子交换量、Mn在细胞中的分布的变化情况。实验结果表明九州虫草菌丝生物量与Mn浓度呈显著负相关,Mn浓度60 g/L为九州虫草菌丝生长极限浓度。菌丝中Mn含量随培养基中Mn浓度的增大而显著升高,10 g/L Mn时,菌丝细胞中Mn积累量达到细胞干重的1.0013%。九州虫草菌丝中过氧化产物丙二醛（MDA）、可溶性蛋白（SP）含量、可溶性糖浓度与培养基中Mn浓度呈负相关,实验组与对照组差异显著。抗氧化酶（过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD））活性随着培养基中Mn浓度增大而显著升高,但变化趋势不同。九州虫草菌丝细胞不可溶性组分中Mn的量（91.51%—98.6%）显著高于可溶部分（1.40%—8.49%）。九州虫草菌丝细胞壁离子交换量（CEC）随着培养基中Mn浓度的升高变化不明显。说明在九州虫草菌丝对Mn的富集过程中,其细胞壁、细胞膜和细胞器对于Mn结合发挥了主要作用,细胞质中可溶性成分对Mn的结合发挥次要作用。在Mn的胁迫下,增强抗氧化酶系统的协同作用以清除大量自由基是细胞对锰耐性的重要机制。     

rpoS基因插入突变对铜绿假单胞菌两个吩嗪合成基因簇的调控

【目的】为了研究铜绿假单胞菌rpoS基因对吩嗪(Phenazine)合成基因簇phz1和phz2的调控方式与机制。【方法】采用抗庆大霉素基因(gentamycin resistance cassette,aacC1)插入失活的策略构建了rpoS基因突变株PA-SG;同时利用lacZ的翻译融合表达载体pME6015,构建了phz1′-′lacZ和phz2′-′lacZ翻译融合表达载体pMEZ1和pMEZ2。采用电转化法分别将pMEZ1、pMEZ2和pME6015导入铜绿假单胞菌突变株PA-SG和野生株PAO1,用Miller法检测融合β-半乳糖苷酶活性。【结果】在KMB或PPM培养基中,pMEZ1在突变株PA-SG中的表达均增强,为野生株的4-5倍;而pMEZ2在突变株PA-SG中的表达均降低,野生株是突变株的2-3倍。【结论】由此推测,铜绿假单胞菌rpoS基因对两个不同吩嗪合成基因簇的调控作用具有特异性,在一定程度上,rpoS负调控phz1,正调控phz2。     

蛹虫草对锌的耐性与富集特征

在培养基内添加不同量的锌,研究其对蛹虫草子实体的形成、子实体和菌丝体生物量、子实体多糖含量和葡萄糖含量的影响,以及蛹虫草子实体和菌丝体对锌的富集能力。结果表明锌对上述各项都有影响。液体培养条件下,锌浓度在453906mg/L范围内可以促进菌丝体生长,锌浓度超过4077mg/L时,菌丝生长受到抑制。培养基锌的浓度在4077mg/L以下时,蛹虫草菌丝体锌的富集量随着液体培养基锌浓度的提高而提高。固体培养条件下,锌含量在226453mg/kg范围内可以促进蛹虫草子实体生长,并且在此含量范围内,蛹虫草子实体中葡萄糖含量较高。培养基锌含量在680906mg/kg时,子实体多糖含量较高。培养基锌含量在2038mg/kg以下时,蛹虫草子实体中锌的富集量随着培养基锌含量的提高而提高,在培养基锌含量为2038mg/kg时,子实体中锌的含量达到28570mg/kg(干重)。