草酸青霉YTY及其突变体解磷能力、pH和分泌有机酸的关系

本研究利用离子束-UV复合诱变草酸青霉YTY选育高效解磷突变体,分析了出发菌株YTY及其突变体解磷过程中的解磷能力、pH和有机酸的变化及其相关性,探讨草酸青霉的解磷机理。结果表明: 离子束-UV复合诱变选育获得5株高效解磷突变株P9-8、P9-9、P15-4、P15-6和P15-7,解磷能力均较YTY提高60%以上。解磷过程中突变株解磷能力及解磷速率均高于YTY,而pH显著低于YTY,同时,突变体分泌有机酸种类及含量发生了不同程度的变化,突变体和YTY均可分泌乳酸、乙酸和草酸,P9-8还产生了柠檬酸。皮尔逊相关分析显示,YTY及5株突变株的解磷能力和pH值呈显著负相关;YTY及其突变体(P15-4除外)的解磷能力与有机酸浓度和pH呈显著相关。分泌有机酸和降低环境pH值可能是草酸青霉解磷的内在机制,离子束-UV复合诱变可引起草酸青霉YTY有机酸分泌种类和分泌量的变化,还可能诱发YTY启动其他H⁺释放途径降低pH参与解磷。本研究为高效解磷青霉的开发及青霉解磷机理阐明提供了生物材料及理论依据。     

玉米雄穗性状遗传结构与形成分子机制*

玉米为雌雄同株异花植物,其雄穗着生于植株顶部,雌穗腋生。雄穗一方面需产生足量花粉以保证雌穗授粉结实,另一方面由于对下部叶片的遮蔽作用和自身营养需求,其生长发育会同时影响叶片光合作用效率和能量分配,因此优化雄穗结构是提高玉米产量的重要措施之一。玉米雄穗性状包括雄穗分枝数、雄穗分枝长度、雄穗主轴长度、雄穗分枝总长度、雄穗分枝角度等,均为多基因控制的数量性状。自20世纪90年代,研究者开始利用数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位方法解析玉米雄穗性状遗传结构;随着玉米自交系B73等参考基因组释放,以及DNA微阵列、基因组重测序等高通量基因分型技术的日益成熟,全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)成为数量性状遗传研究的主流方法,目前已鉴定出大量玉米雄穗性状遗传位点。通过总结雄穗性状遗传定位研究结果,构建一致性图谱并挖掘定位热点区间,有助于进一步了解雄穗性状遗传结构特征及指导雄穗性状候选基因克隆。此外,通过对调控雄穗发育的已知基因进行功能分类,可为解析玉米雄穗发育的遗传网络和调控通路提供理论支撑。     

生物处理策略改善麸皮酚类化合物的生物可及性*

麸皮为谷物加工副产物,麸皮酚类物质具有重要的营养特性和药理效应,但麸皮酚类物质大多以结合态形式存在,生物可及性较低,如何实现麸皮中酚类物质有效释放,提高生物利用度存在挑战。综述了麸皮酚类化合物营养特性及其存在形式,以及酶促降解法、微生物发酵法等生物处理策略在提高酚类生物可及性的研究进展;并指出,麸皮预处理技术耦合混菌发酵技术是驱动麸皮酚类物质高效释放的有效途径。探究混合菌种体系的互作关系及其作用机制,关联预处理麸皮的结构变化与降解增效之间的关系,为麸皮高附加值利用以及相关功能性食品开发提供理论依据。     

毕赤酵母高密度发酵产Ⅲ型类人胶原蛋白及其胃粘膜修复功能

为提高重组毕赤酵母Pichia pastoris发酵重组人Ⅲ型胶原蛋白产量,采用响应面对其生长阶段的BMGY培养基(Buffered minimal glycerol-complex medium)组成进行优化。通过Placket-Burman试验,得出酵母提取物、蛋白胨、甘油对胶原蛋白产量有显著影响,通过Box-Behnken中心组合实验以及Design-Expert分析软件建立了以胶原蛋白产量为响应值的响应方程,得到最适浓度分别为酵母提取物1.13%,蛋白胨1.61%,甘油0.86%。经实验验证,在最优BMGY培养基条件下培养12 h后,所得到毕赤酵母干重为4.41 g/L,生长阶段的菌重量增加了26%。在22 L发酵罐中通过高密度发酵,产量达到4.71 g/L。该重组胶原蛋白对大鼠乙酸灼伤胃粘膜有明显修复作用,为生物医用材料的应用制备奠定了基础。