农杆菌介导海洋草酸青霉转化体系及聚酮合酶Pks生物学功能*

为研究南海柳珊瑚共附生草酸青霉SCSGAF0023的聚酮合酶(PKS)生物学功能,采用农杆菌介导法构建草酸青霉SCSGAF0023的Pks敲除株ΔPks,比较野生菌株及ΔPks的生长发育及环境适应性差异。以草酸青霉SCSGAF0023分生孢子为受体,p0380-hygB为双元载体,成功实现草酸青霉SCSGAF0023的遗传转化。结果表明:农杆菌浓度为OD₆₀₀=0.5,在200μmol/L 乙酰丁香酮(AS)诱导下与10⁷个/ml草酸青霉SCSGAF0023孢子于25℃共孵育时转化效率最高。基于上述转化体系,成功获得Pks敲除株ΔPks,并首次证实Pks正向调控草酸青霉SCSGAF0023产孢,但不影响其对环境的适应性。这为进一步系统研究真菌PKSs及聚酮化合物对真菌生长发育与环境适应性的影响提供素材。     

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。     

Purification and characterization of two novel β-glucosidases from Penicillium oxalicum and their application in bioactive ginsenoside production

Abstract

The fungus Penicillium oxalicum is able to selectively metabolize the 20(S)-protopanaxadiol ginsenosides Rb1, Rb2 and Rc to the bioactive ginsenoside compound K using extracellular glycosidases. In this study, two novel extracellular ginsenoside-hydrolyzing enzymes GH3-1 and GH3-2 were purified and characterized from P. oxalicum culture. Using ginsenosides as substrates, GH3-1 and GH3-2 synergistically catalyzed the hydrolysis of Rb1, Rb2 and Rc to yield the final product Compound K (C-K). The hydrolysis pathways were determined to be: Rb1→Rd→F2→C-K, Rb2→CO→CY→C-K and Rc→Mb→Mc→C-K for GH3-1 and GH3-2, respectively. The two enzymes differ, especially in composition, molecular weight, stability and substrate specificity, from GH1, a glycosidase previously purified from the same fungus. These enzymes could be of interest in glycoside degradation, especially in the production of minor ginsenosides.     

草酸青霉对含钾矿物风化及钾溶出的影响

【目的】探讨含钾硅酸盐矿物在草酸青霉(Penicillium oxalicum)作用下的风化及钾溶出情况。【方法】利用等离子体发射光谱、X-射线能谱、X-射线光电子能谱分析了3种常见含钾硅酸盐矿物(钾长石、白云母和黑云母)在草酸青霉作用后浸出液和矿物表面元素含量的变化;通过X-射线衍射分析矿物晶相结构的变化;采用共聚焦激光扫描显微镜表征了草酸青霉在矿物表面形成的生物膜;测量了培养液中不同碳源与氮源组分对草酸青霉解钾的影响。【结果】草酸青霉对结构稳定的钾长石和白云母风化速率较低,相比而言黑云母容易被风化并释放可溶性钾元素;草酸青霉在矿物表面形成了网状结构的生物膜,有利于微环境的生成及有机酸在其内的富集,促进微环境内钾的释放,强化微生物对矿物的风化作用;草酸青霉对多种碳源及氮源都表现出较好的适用性。【结论】草酸青霉是一种能够促进多种含钾矿物风化和钾溶出的真菌,在堆肥和生物肥料领域具有广泛的应用前景。     

草酸青霉BZH-2002产果胶酶特性研究

对草酸青霉菌（Penixillium oxalicum）BZH-2002菌株固体发酵果胶酶的特性及浸提条件进行了研究,确定其最佳产酶时期为72—92h,利用干物质量最快的时期为24—72h发酵产酶期间培养基介质中pH值呈“V”字形变化。该菌株以甜菜渣、葵花盘为碳源,以（NH）2SO4为氮源时产酶率最高,分别高达4．33万和4．56万U／g干物质,（NH4）2SO4最佳用量0．9g/10g甜菜渣。此外,浸提方法对果胶酶产率也有一定影响,1％NaCl作为浸提液的效果最好,最佳浸提时间1h,浸提温度25—40℃。     

草酸青霉BZH-2002果胶酶固体发酵条件研究

对草酸青霉菌(Penixillium oxalicum)BZH-2002菌株固体发酵果胶酶的主要影响因子温度、初始pH值、含水量及接种量进行了实验探讨,确定了最佳培养条件：温度为30℃,初始pH值为4．8,固体培养基含水量控制在30～35ml/10g甜菜渣,接种量3～4%。同时对该菌株固体发酵提取液中果胶酶的酶学特性进行了初步研究,结果表明,该酶最适反应温度和pH分别为55℃和pH4．8,在40℃温度下和pH3．5～5．5范围内,酶活性较稳定。     

一株高效解磷真菌新菌株的筛选鉴定及解磷特性

从辽宁省辽中县多年耕种的日光温室番茄根际土壤中筛选出一株解磷真菌,通过菌落形态特征和ITS rDNA序列对比,鉴定该菌株为草酸青霉菌的一株新菌株,将其命名为PSF1.该菌株能利用葡萄糖、蔗糖、乳糖、半乳糖、可溶性淀粉等多种碳源和硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾、尿素等多种氮源进行生长代谢并表现出较强的解磷能力,在C/N 10∶1~60∶1、初始pH 7~8的条件下生长情况较好且解磷能力较高.该菌株有很强的产酸能力,在培养过程中培养液pH由7.00~7.50下降至2.06~4.87;在4种磷源培养液中的最高解磷量分别为磷酸三钙(869.62 mg·L^-1)>磷矿粉(233.56 mg·L^-1)>磷酸铝(44.77 mg·L^-1)>磷酸铁(28.42 mg·L^-1).Pearson相关分析表明,菌株在磷酸三钙、磷矿粉和磷酸铁培养液中的解磷量与pH的变化之间呈极显著负相关关系,在磷酸铝培养液中无显著相关关系.菌株PSF1解磷能力强,生长条件广,推测其在土壤中有较强的解磷能力.     

一株纤维素降解真菌的筛选及鉴定

[目的]分离筛选高效降解纤维素的真菌菌株,并研究其产酶能力.[方法]利用刚果红染色法从甘蔗地土壤中分离纤维素降解真菌,再通过测定滤纸的降解率及发酵酶活复筛.[结果]综合考虑水解圈,水解圈和菌株直径的比值(HC值),滤纸的降解率和复筛酶活,对试验真菌降解纤维素的能力进行综合评价,筛选到具有较强纤维素降解能力的真菌菌株SJ1,经形态学观察及分子生物学鉴定,该菌属于草酸青霉.其滤纸酶活、内切葡聚糖酶酶活(CMC酶活)、β-葡聚糖苷酶酶活和外切葡聚糖酶酶活(CBH酶活)分别为25.15、740.42、58.03和2.442 U/mL.[结论]菌株SJ1是一株十分具有研究开发潜力的纤维素酶生产菌株.