用DREAM技术纠正人工合成基因中的突变

目的：介绍一种简便、有效的定点突变技术。方法：根据突变位点附近的DNA序列推导出氨基酸序列,再以此氨基酸序列进行逆翻译,这样在不改变氨基酸序列的前提下可以得到数目巨大的隐性突变体（silent mutants）,这些突变体中包含大量的限制性内切酶位点,选择合适的酶切位点设计引物用PCR技术扩增两侧DNA片段,然后以相应酶切融合这两个片段即可完成定点突变。结果：用该方法成功地在人工合成的含有缺失的可溶性组织因子基因的472位插入C,T两个碱基,校正了阅读框架,获得了预期的目的基因。结论：该方法简便、有效, 避免了多轮PCR和合成长引物导致突变的可能性,这种改进的PCR 定点诱变技术我们称之为“设计限制酶辅助突变”（Designed Restriction Enzyme Assisted Mutagenesis, DREAM）。此技术简单方便, 诱变的成功率高, 适于实验室常规应用。     

生物酶/γ-Al2O3小球催化氧化柴油脱硫性能研究

通过吸附法将生物酶负载在γ-Al₂O₃小球载体上,并对生物酶/γ-Al₂O₃及载体进行扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)及圆二色谱(CD)表征。结果表明:生物酶被吸附在载体上。将制备的生物酶/γ-Al₂O₃催化真实柴油氧化脱硫,考察了反应温度、反应流速和酶溶液浓度对真实柴油脱硫效果的影响,并对脱硫效果进行定性及定量分析;进一步对脱硫工艺条件进行响应面设计优化,找出最优反应条件。实验结果显示:反应温度49℃、反应流速1.0 mL/min、酶溶液浓度15.5%(酶载量为28.13 g),得出的最优脱硫率为93.16%;最后考察了该固定化酶的重复使用性能,该催化剂使用7次活性无明显降低,表明该固定化酶催化氧化柴油脱硫效果显著,具有潜在的工艺应用价值。     

深共熔溶剂提取杨树桑黄多酚类物质工艺优化及提取物抗氧化活性研究

桑黄是一类应用广泛的药用真菌,桑黄多酚具有抗氧化、抗炎和降糖作用。本研究中的杨树桑黄属于桑黄中重要且能栽培的一种。本研究采用深共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)从栽培杨树桑黄子实体中提取多酚类化合物,考察了不同提取条件对提取率的影响。采用氯化胆碱与尿素组成的DES体系对多酚进行提取,并进一步采用响应面法对提取条件进行优化,获得最佳提取工艺参数为21 min、80 ℃、料液比1:260 g/mL。在此条件下,多酚的提取率高达(23.17±0.88) mg/g,远高于传统方法(12.45±1.88) mg/g。最优条件提取的多酚显示了很强的DPPH和ABTS的清除能力。由此可见,采用DES法从杨树桑黄子实体中提取酚类化合物比传统方法更有效。     

胡杨PeNAC121基因启动子的分离鉴定和胁迫应答模式分析

为了探究NAC转录因子家族成员在胡杨（Populus euphratica）逆境胁迫中的响应和调控机制,利用PCR技术从胡杨中克隆了PeNAC121基因的启动子序列,并采用生物信息学工具对该启动子的结构特征进行了分析,最后利用该启动子驱动GUS报告基因在三倍体毛白杨（Populus tomentosa）中表达,并对获得的转基因植株采用不同胁迫处理后进行了GUS染色和酶活性定量分析。结果表明,克隆获得的PeNAC121基因的启动子长度为1 997 bp（起始密码子ATG上游）,启动序列中除了含有大量的光响应元件,还含有多个与非生物逆境胁迫和激素响应相关的元件,如低温响应元件LTR、干旱响应元件MBS、防卫和胁迫响应元件TC-rich repeats、脱落酸（ABA）响应元件、以及赤霉素（GA）响应元件等。基因的组织表达模式检测结果显示,PeNAC121基因主要在茎中表达,在根和叶中的表达较少。GUS组织化学染色和酶活性检测结果表明,胡杨PeNAC121启动子显著受到NaCl、甘露醇、ABA和4 ℃低温的诱导表达。由上述结果推测PeNAC121基因与胡杨的逆境胁迫应答密切相关,表明该基因的启动子是一个能够应答多种逆境胁迫的诱导型启动子。本研究为阐明PeNAC121基因在胡杨逆境响应和调控中的作用机制提供理论参考。     

响应面法优化提取虎耳草总酚及其抑制五步蛇毒PLA2酶活性的相关性

为了探讨虎耳草总酚（TP）与抑制五步蛇毒中磷脂酶A₂（PLA₂）之间的关系,本研究通过单因素试验及Box-Behnken试验对虎耳草TP的提取条件与抑制五步蛇毒中PLA₂活性进行优化,考察各试验因素对超声辅助提取虎耳草TP得率及其对五步蛇毒PLA₂活性抑制率（PIR）的作用,并对虎耳草TP含量与PIR的相关性进行分析。结果表明,响应面法提取虎耳草TP和PIR的最佳工艺条件为：粒径为60目,料液比为1∶50,超声功率为250 W,超声时间为1.8 h。此优化工艺条件下虎耳草TP得率为（8.69±0.46） mg·g^-1,PIR为（40.91±0.21）%;相关性分析结果显示虎耳草TP含量与PIR具有极显著正相关（P<0.01）,说明TP可能为虎耳草抑制五步蛇毒中PLA₂活性的物质基础。     

抗菌肽Cecropin-XJ发酵产物指纹图谱及活性检测

[目的]运用HPLC初步建立抗菌肽Cecropin-XJ发酵产物指纹图谱的测定方法,将抗菌肽发酵产物进行定性及定量分析。[方法]将基因工程菌扩大培养经纯化后得发酵产物并采用高效液相色谱法测定,Extend-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),流动相乙腈(A)-三氟乙酸(B)梯度洗脱,检测波长254 nm,柱温25℃,流速1 mL/min,对方法进行精密度、重复性考察,绘制标准曲线估算抗菌肽浓度,以及将色谱结果与抑菌圈大小对比。[结果]建立了抗菌肽发酵产物的HPLC指纹图谱,获得了8个共有峰,8个共有峰的相对保留时间及相对峰面积的RSD均<3%。通过标准曲线y=2E+07x-3E+06,R^(2)=0.994 7,得抗菌肽浓度约0.297 mg/mL。通过测量抑菌圈大小,表明抗菌肽样品活性较高。在一定范围内,各批次发酵产物抑菌圈大小与相应HPLC特征峰峰面积成正比。[结论]11批样品中共有的8个峰作为指纹图谱的共有峰,峰总面积大于总峰面积的90%,8个共有峰的相对保留时间及相对峰面积的RSD均<3%。抗菌肽浓度约0.297 mg/mL。实验结果说明抑菌圈大小与对应特征峰面积成正相关,表明特征峰出峰位置所示物质即为抗菌肽。     

裂褶菌多糖的固体发酵与纯化

[目的]为探讨裂褶菌多糖的两种固体发酵方法及其大孔树脂纯化。[方法]设计了以玉米、大米为基料的两种固体发酵培养基培养裂褶菌,通过热水提取法(料液比1∶30,80℃,12 h)提取裂褶菌多糖,并采用动态吸附实验筛选盐类、核酸、蛋白质、色素吸附率最高的大孔树脂。[结果]28℃培养35 d,裂褶菌在米饭固体培养基(RSM)生长深度近20%,在玉米固体培养基(CSM)的生长深度达到100%;玉米发酵物、米饭发酵物的裂褶菌多糖提取率分别为4.8%、5.9%(以发酵物湿重计);在上样流速3 BV/h(1 BV=2 L)、上样体积10 L条件下,6种型号的大孔树脂中,树脂SA-210纯化效果最佳,盐类、核酸、蛋白质等杂质的吸附率分别为84.18%、98.02%、96.81%。[结论]裂褶菌在CSM生长深度是在RSM上的5倍,玉米固体培养基比米饭固体培养基更适合裂褶菌的生长;树脂SA-210对盐类、核酸、蛋白质等杂质具有较强吸附能力,吸附率均高于80%,且吸附效果稳定,适用于裂褶菌多糖的纯化。     

木聚糖酶生产菌Saccharothrix variisporea YJ的筛选、发酵条件及酶学性质研究

以Azo-xylan为底物,利用双层平板法从堆肥中筛选到可降解木聚糖的菌株,16S rRNA测序分析显示该菌株与糖丝菌属（Saccharothrix variisporea）的同源性最高（99.33%）,命名为S. variisporea YJ。研究发现以酵母提取物或(NH₄)₂SO₄作为氮源、甘蔗叶作为碳源、初始pH值 7.0、发酵温度40 ℃、发酵时间5 d时,发酵液中木聚糖酶的酶活性最高。酶学性质研究表明该木聚糖酶的最适反应温度及pH值分别为55 ℃和8.0,在55 ℃以下及pH值 4.0~10.0的范围内保持较高稳定性。Na⁺能有效提高木聚糖酶活性,Mg²⁺和Mn²⁺没有明显影响,Cu²⁺则严重抑制木聚糖酶活性。此外,发酵液还可以直接对天然底物玉米芯进行降解。     

发酵豆粕替代鱼粉对大口黑鲈幼鱼生长、脂质代谢、血清非特异性免疫及肠道菌群的影响

为探讨发酵豆粕替代鱼粉对大口黑鲈(Micropterus salmoides)幼鱼生长、脂质代谢、血清非特异性免疫及肠道菌群的影响, 试验在基础饲料中用发酵豆粕分别替代0、10%、20%、30%和40%鱼粉, 用晶体氨基酸平衡各组间蛋氨酸与赖氨酸的差异, 配制成共5种等氮等能(CP47%, GE19 MJ/kg)的试验饲料, 分别为FM、FSM10、FSM20、FSM30和FSM40。将初始体重为(22.05±0.09) g的大口黑鲈随机分成5组, 每组设3个重复, 养殖58d。生长试验结果表明: 各组之间增重率(WGR)、特定生长率(SGR)、肥满度(CF)、肝体比(HSI)和脏体比(VSI)均无显著差异(P>0.05), 但替代组饲料系数(FCR)均显著高于FM对照组(P<0.05), FSM40组的存活率(SR)和干物质表观消化率(ADDM)显著低于其余各组(P<0.05)。脂质代谢方面结果显示, FSM30和FSM40组的血清甘油三酯(TG)水平显著低于FM对照组(P<0.05), FSM40组的血清总胆固醇(T-CHO)水平显著低于FM对照组(P<0.05)。血清非特异性免疫方面结果表明, FSM40组的溶菌酶(LZM)和超氧化物歧化酶(SOD)活性有显著增加的变化(P<0.05)。对肠道菌群进行了Illumina Mi Seq高通量测序分析, 结果表明: 各组肠道菌群的Alpha多样性指数(Sobs、Shannon、Simpson、Ace和Chao)无显著差异(P>0.05), 但OTU数量发生了变化。在门水平上, 优势菌群为软壁菌门(Tenericutes)、变形菌门(Proteobacteria)和梭杆菌门(Fusobacteria); 而属水平上, 优势菌群为支原菌属(Mycoplama)、邻单胞菌属(Plesiomonas)和鲸杆菌属(Cetobacterium)。FSM20组与FM对照组相比, 软壁菌门和支原菌属的相对丰度显著提高(P<0.05), 变形菌门和邻单胞菌属的相对丰度显著降低(P<0.05)。综上所述, 在试验条件下, 大口黑鲈饲料中发酵豆粕替代20%鱼粉不会对大口黑鲈幼鱼生长、脂质代谢、血清非特异性免疫及肠道菌群多样性造成负面影响, 且能显著降低肠道中邻单胞菌属在内的有害菌的相对丰度, 因此, 发酵豆粕替代鱼粉的适宜比例为20%。     

响应面法优化苦荞麸皮粉蛋白质提取工艺

目的：分析苦荞麸皮粉中蛋白含量及其蛋白组成。方法：采用碱法提取-等电点沉淀分离蛋白。在单因素试验基础上,选取料液比（w/v）、pH、时间等3个影响因素,采用响应面法 （Box-Behnken 中心组合）优化苦荞麸皮粉蛋白提取工艺。结果：料液比、pH、时间对麸皮蛋白提率有显著影响,影响顺序为料液比> pH>时间。响应面优化得到最佳提取条件为pH 10.5、料液比1∶35、时间3 h 40 min,此条件下苦荞麸皮蛋白提取率为（97.31±4.64）%。结论：本研究为有效开发利用苦荞麸皮粉的蛋白提供科学依据。