玉米秸秆降解真菌的筛选鉴定

为筛选适宜的玉米秸秆纤维素降解菌株作为玉米秸秆腐熟菌剂菌株资源储备，通过采用腐殖玉米秸秆土壤微生物培养筛选、刚果红水解圈测试及酶活测定等多种方法的应用，筛选得到2株具有纤维降解能力的真菌1#菌株和2#菌株。经形态学和分子生物学鉴定，初步确定1#菌株为长枝木霉，2#菌株为聚多曲霉。真菌1#菌株和2#菌株在刚果红培养基上均呈现比生长圈大2倍的水解圈。2个菌株在液体、固体2种酶液发酵情况下均表现内切酶活较强(65.202～217.614 U/mL)，均高于外切酶活(55.398～85.322 U/mL)和滤纸酶活(46.074～141.366 U/mL)，认为这2个菌株可作为玉米秸秆专用腐熟菌剂研发的储备菌株。     

酒类酒球菌苹果酸-乳酸酶基因mleA的克隆

苹果酸-乳酸酶是进行MLF的关键酶.该研究以酒类酒球菌31DH(Oenococcus oeni 31DH)的基因组DNA为模板进行其苹果酸-乳酸酶基因mleA的PCR扩增.PCR引物为5'-CGGAATTCATGACAGATC-CAGTAAGTAT-3'和5'-TAGGTACCACACTCTCAACACTCGTAAT-3',引物的5端分别引入EcoRI和KpnI酶切位点.得到的PCR产物约1.6kb.PCR产物回收后用EcoRI-KpnI双酶切,与经同样双酶切的质粒YEp352(大肠杆菌-酵母穿梭载体)进行连接并转化大肠杆菌感受态细胞,筛选重组质粒并用酶切及PCR验证.获得的酒类酒球菌苹果酸-乳酸酶基因的重组质粒命名为pLmleA.     

弹性蛋白酶基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

本研究以一株产弹性蛋白酶的铜绿假单胞菌基因组DNA为模板,经PCR扩增得到的弹性蛋白基因,与GenBank中的序列对比发现同源性为99%。将弹性蛋白酶基因连入到表达载体pPIC3.5K中,经过酶切和测序鉴定证实弹性蛋白酶基因已插入到载体启动子下游,成功构建了质粒pPIC3.5K/PAE。将pPIC3.5K/PAE线性化,通过电转化将目的基因转入毕赤酵母KM71中,利用MD培养基筛选到近400个转化子,再经G418抗性的筛选,获得48株含高拷贝的重组毕赤酵母转化子并用PCR和弹性蛋白平板验证。经过甲醇诱导表达得到高表达的重组酵母菌株,酶活为1060U/mL是出发菌株的26倍。本研究成功克隆到铜绿假单胞菌弹性蛋白酶基因,为实现活性弹性蛋白酶的高效表达奠定了基础。     

里氏木霉RUT-C30内切β-甘露聚糖酶基因在毕赤酵母中的分泌表达

摘要：以里氏木霉（Trichoderma reesei）RNA为模板，采用RT-PCR扩增的方法获得不带自身信号肽man1基因的cDNA片段。构建了重组表达载体pPIC9K-man1，重组质粒SacⅠ线性化后用PEG（聚乙二醇）法导入毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115中，通过PCR和表型鉴定表明man1基因已经整合到毕赤酵母染色体上。经大量筛选，获得高效分泌表达甘露聚糖酶的毕赤酵母工程菌株RMAN23。将此菌株在5L发酵罐中进行高密度发酵，测定酶活最高达470IU /mL，同时对重组甘露聚糖酶的性质进行了初步研究。     

弹性蛋白酶基因(PAE)的克隆及在毕赤酵母中的表达

以1株产弹性蛋白酶的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)基因组DNA为模板,经PCR扩增得到的铜绿假单胞菌弹性蛋白酶(P.acruginosa elastase,PAE)基因,与GenBank中的序列对比发现同源性为99%.成功地构建了重组表达载体pPIC3.5K/PAE,莺组质粒Sac Ⅰ线性化后转化毕赤酵母(Pichia pastoris)菌株KM71中,通过PCR和表型鉴定表明,PAE基因已经整合到毕赤酵母染色体上.经大量筛选获得48株含高拷贝的重组毕赤酵母转化子.在甲醇诱导下,经过毕赤酵母高密度发酵进行PAE的表达,经SDS-PAGE分析.结果表明,在培养基上清中含有一明显特异性蛋白条带,大小为34kD.活性检测结果,酶活为1 060 U/mL,是出发菌株的26倍.     

基于竹屑降解的腐生真菌筛选、酶活测定与基因表达分析

为筛选应用于毛竹(Phyllostachys edulis)伐桩微生物促腐的高效降解菌株,采用发酵纯培养方法并结合形态学观察和核糖体转录间隔区(nuclear ribosomal internal transcribed spacer,ITS)序列分析,发掘鉴定了3株能引起较高竹屑质量损失率的腐生真菌;并通过降解真实底物和Real-time PCR方法,测定了其降解竹屑过程中纤维素和木质素酶活性及其对应的功能基因表达变化.结果表明,3株真菌分别为绿木霉(Trichoderma virens)、棘孢木霉(Trichoderma asperellum)和总状毛霉(Mucor racemosus),降解竹屑20 d引起质量损失率分别为20.56％、17.66％和13.11％.上述菌株分泌的漆酶(laccase,Lac)活性与竹屑质量损失率呈显著正相关,分泌的内切葡聚糖酶(endoglucanase,EG)与外切葡聚糖酶(cellobiohydrolase,CBH)之间存在协同作用,且纤维素酶基因cbhI表达量与对应的CBH酶活性呈显著正相关.酶活性测定和功能基因表达变化表明,3株真菌降解竹屑的能力从高到低依次为绿木霉,棘孢木霉和总状毛霉,漆酶在竹屑降解过程中发挥了重要作用.本实验从竹林土壤中筛选获得高效降解菌株并测定了其对竹屑的降解率,为应用于毛竹伐桩的微生物促腐以及竹纤维材料的生物降解提供了依据.     

一种绿色木霉纤维素内切酶基因的克隆及其定点突变对酶活力的影响

纤维素资源是地球上最丰富的可再生资源,纤维素酶的酶活力和生产成本制约着纤维素的利用.本研究从多年户外放置的朽木(Populus bonatii)中分离出一株真菌G-1,经18S rDNA序列分析鉴定为绿色木霉(Trichoderma viride).从G-1中分离出一种纤维素内切酶基因(endoglucanase,EG;GenBank登录号:HM116999.1).通过重叠引物延伸法对EG进行定点突变,得到一个突变序列EG-mut,将EG和EG-mut分别插入分泌型表达载体pPIC9K,并导入巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris),筛选到两个菌株,经刚果红染色和DNS法对酶活性测定,显示其内切酶的活性分别达到20.915 U/mL和24.110 U/mL,酶活力高于本实验中得到的其它重组菌株.结果表明某些定点突变可以揭示影响酶活的重要功能域.     

拟南芥抗致病疫霉突变体T-DNA 侧翼序列分析

本文通过将致病疫霉不同菌株接种到拟南芥Col-0生态型激活标签突变体上，筛选出了感致病疫霉的类型，以筛选出的拟南芥感病突变体基因组DNA为模板，利用热不对称交错PCR方法(Thermal asymmetric interlaced PCR，TAIL-PCR)，进行了抗性相关基因的研究。通过TAIL-PCR技术，获得了拟南芥T-DNA插入侧翼序列，利用拟南芥基因组全测序的优势，通过NCBI进行序列的同源性比对找到相应的基因。结果发现，TAIL-PCR可以有效地扩增T-DNA插入侧翼拟南芥基因组序列，AD1，AD2，和AD4是最佳随机引物。对8个TAIL-PCR特异产物测序分析，证明3个T-DNA插入在基因上。     

纤维素降解真菌A25-2的分离、鉴定及其产纤维素酶的酶学特性

本研究以Avicel-刚果红选择培养基为初筛培养基,从云南哀牢山国家级自然保护区和广西猫儿山国家级自然保护区的土壤样品中分离筛选得到4200株真菌,从中筛选出透明圈与菌落直径比较大、透明程度较为清晰的12个菌株。通过液体培养发酵,测定其上清液中的羧甲基纤维素酶活力、滤纸酶活力和Avicel酶活力,最终筛选出一株产该三种酶且其活力均最高的真菌菌株A25-2。通过对菌株A25-2形态学观察和其内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列同源性比对分析,将菌株A25-2鉴定为哈茨木霉（Hypocrea lixii）。酶活测定结果表明菌株A25-2产纤维素酶的酶活力较高,在最适作用pH4.5和最适作用温度55℃下,其羧甲基纤维素酶活力为2.26IU/mL,滤纸酶活力为0.58IU/mL,Avicel酶活力为0.39IU/mL。薄层层析实验表明A25-2具有完整的纤维素酶系统。因此,真菌A25-2可作为饲料加工等生产和纤维素酶相关研究的备选菌株。     

玉米秸秆低温降解菌的分离筛选及鉴定

利用从渭源县山地采集的30份样品,采用刚果红染色法和液体摇瓶发酵法筛选出了1株能够在15℃条件下降解羧甲基纤维素、玉米秸秆纤维素和高产纤维素酶的真菌菌株D5,同时测定了该菌株纤维素酶活力和对玉米秸秆的降解能力,并通过ITS r DNA序列分析对该真菌进行了初步鉴定。结果表明,菌株D5液体培养7 d的木聚糖酶活为52.7 U·m L~(-1),CMCase酶活为31.5 U·m L~(-1),滤纸酶活为29.6 U·m L~(-1);菌株D5在玉米秸秆为唯一碳源的培养基里发酵10 d,玉米秸秆的失重率为29.8%。菌株D5经ITS r DNA序列分析初步鉴定为Penicillium sp.,在玉米秸秆降解方面具有较大的应用潜力。     

秸秆纤维素降解真菌QSH3-3的筛选及其特性研究

为了获得高效降解秸秆纤维素的微生物菌株,采用滤纸降解法和刚果红染色法从含纤维素类物质的土壤中筛选到一株产纤维素酶菌株QSH3-3,通过形态观察和ITS序列分析,鉴定为草酸青霉Penicillium oxalicum QSH3-3。摇瓶产酶试验结果表明,该菌株的最佳产酶条件为:碳源为0.5%的碱处理过的玉米秸秆粉,氮源为0.2% 硫酸铵,起始pH为7,接种量为5%,产酶温度为30℃,培养时间为4 d。最佳产酶条件下,滤纸酶（FPase）、内切酶（CMCase）和木聚糖酶（Xylanase）分别为12 U、33 U、605 U（U为酶活性单位）;在15℃,其残余酶活力可达70%～80%;在pH 4～9 范围内,其残余酶活力可达70%以上。酶学稳定性研究表明,FPase、CMCase和Xylanase在pH 4～9范围残余酶活力达85%以上,具有较强的酸碱适应能力;FPase、CMCase和Xylanase在45℃以上酶活力迅速下降,耐热性较差。该菌株具有较高的木聚糖酶活力以及较强的低温、pH的耐受力,因而该菌株在田间温差大、土壤偏碱性等复杂条件下对秸秆纤维素类物质的降解具有较高的应用潜力。     

甲基对硫磷降解菌DLL-1的诱变育种

采用紫外线和氯化锂诱变 ,从甲基对硫磷降解菌假单胞菌 (Pseudomonassp.)DLL -1中获取高效突变株DLL -E1 ,DLL -E2 ,DLL -E3 ,DLL -E4。并对其降解甲基对硫磷性能、降解对硝基苯酚性能、底物广谱性及胞外酶及粗酶液活性等生物学功能进行了研究。与出发菌株相比 ,上述性能均有所提高。选择DLL -E4作为进一步研究的对象 ,详细研究了其对甲基对硫磷及对硝基苯酚的耐受和降解情况。高效菌株的选育为农药残留降解的酶学研究打下了基础。     

降解玉米秸秆真菌复合菌系的构建及其降解效果评价

  【目的】  秸秆的木质纤维素含量丰富、结构复杂，在自然界中降解较慢，增加秸秆降解菌剂中菌株的多样性有利于提升还田秸秆的降解效果。探究菌株多样性水平和组成影响复合菌系秸秆降解的效果及原因，为复合菌系在秸秆降解中的应用提供理论支撑。  【方法】  通过富集驯化培养，从玉米秸秆还田土壤中筛选具有秸秆降解能力的真菌，从中挑选5株高效秸秆降解真菌进行基因间隔区序列 (ITS) 测定和物种鉴定，明确其分类地位。通过全组合构建菌株多样性为1～5的复合菌系，分别检测复合菌系的秸秆相对降解率及其滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶活性，利用方差分析和相关性分析等方法研究菌株多样性和组成对复合菌系玉米秸秆降解效果及其纤维素酶活性的影响。  【结果】  共筛选获得了15株具有秸秆降解能力的真菌，其中5株真菌的秸秆降解效果好、纤维素水解能力强。经ITS序列鉴定和系统发育分析，发现5株降解真菌的遗传差异较大，Z7-6、F7-5、F4-3、L1-1和J2-5分别与草酸青霉 (Z7-6: Penicillium oxalicum)、烟曲霉 (F7-5: Aspergillus fumigatus)、哈茨木霉 (F4-3: Trichoderma harzianum)、白囊耙齿菌 (L1-1: Irpex lacteus) 和木贼镰刀菌 (J2-5: Fusarium equiseti) 的ITS序列相似度均超过99.95%。全组合复配结果表明，复合菌系的秸秆降解能力和纤维素酶活力均高于各单一菌株，且随着菌株多样性水平的增加而提高。滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶的活力越强，复合菌系对玉米秸秆的降解效果越好，而其秸秆相对降解率主要取决于滤纸酶和纤维素内切酶的活性。抽样效应分析发现，不同菌株对复合菌系的秸秆降解效果、滤纸酶和纤维素内切酶活性的影响不同。不含菌株F7-5的复合菌系降解效果显著优于含有该菌株的组合，以Z7-6 (P. oxalicum)、F4-3 (T. harzianum)、L1-1 (I. lacteus) 和J2-5 (F. equiseti) 组合F1的玉米秸秆降解效果最佳、酶活性最高。  【结论】  秸秆降解复合菌系的构建过程需要同时考虑多样性效应和抽样效应，增加降解菌的多样性有助于增强秸秆的降解效果。本研究筛选获得的复合菌系F1在玉米秸秆降解中具有潜在的应用前景。     

60Co辐射诱变姬松茸突变株J3中蛋白质营养评价在不同代的遗传效应

通过采用非生物学评价法对姬松茸突变株J3 和原菌株J1不同代数蛋白质的营养评价进行研究 ,结果表明 :在M1和M6姬松茸突变株J3 子实体中有 5项蛋白质指标比原菌株J1高 ,M4和M5有 4项蛋白质指标比原菌株J1高 ,M2 、M3 的子实体 6项蛋白质指标均比原菌株J1高 ,由此说明60 Coγ辐射诱变的姬松茸突变株J3 子实体蛋白质的营养评价优于原菌株J1。姬松茸突变株J3 除氨基酸比值系数分指标外 ,其它 5项指标在不同代数间的变化不大 ,说明姬松茸突变株J3 子实体的蛋白质营养的遗传效应较稳定。     

普鲁兰酶产生菌的诱变选育及其发酵工艺的优化

为了提高普鲁兰酶产酶酶活,以GX-6为出发菌株,采用低能离子束修饰技术对其进行诱变,并通过响应面法优化其发酵培养基。结果表明,最佳离子束诱变参数为:注入能量10 keV、诱变剂量1×10¹⁵ ions·cm^-2、诱变时间38 s,此条件下菌株正突变率比负突变率高,利用离子束诱变技术反复诱变,最终获得一株普鲁兰酶酶活较高且遗传性稳定的突变菌株GX-6-2,其酶活为2.13 U·mL^-1,较出发菌株酶活(0.65 U·mL^-1)提高了2.28倍。由Plackett-Burmen试验分析得到影响普鲁兰酶酶活的3个显著因素分别是玉米淀粉、麦芽糖和吐温-80。通过响应面试验得到最佳发酵培养参数为:玉米淀粉56.5 g·L^-1、麦芽糖11.5 g·L^-1、吐温-80 1.0 mL·L^-1、黄豆饼粉 25 g·L^-1、pH值7.0、发酵温度37℃、接种量3%、发酵时间24 h、装液量50 mL、转速180 r·min^-1,此条件下诱变菌株的酶活为2.57 U·mL^-1,较出发菌株酶活提高了2.95倍。对突变菌株的发酵特性进行初步研究发现,发酵培养24 h时,突变菌株酶活达到2.67 U·mL^-1,较出发菌株提高了3.11倍。本研究结果为利用低能离子束修饰技术诱变选育普鲁兰酶产生菌提供了一定的理论参考。     

产β-甘露聚糖酶内生菌的诱变育种及产酶条件优化

以刺槐豆内生菌Paenibacillus sp.CH-3为出发菌株,采用紫外-硫酸二乙酯-亚硝酸盐对其进行复合诱变,并对菌株的发酵条件进行了优化。结果表明：经过紫外线-硫酸二乙酯-亚硝酸盐复合诱变,获得一株高产β-甘露聚糖酶的突变菌株Paenibacillus sp.CH3-05,其酶活力为160.2U/mL,较出发菌株（42U/mL）提高了281.4%。其最佳发酵培养基为：酵母膏0.25%,魔芋粉3%,磷酸氢二铵0.25%,氯化钠0.1%,硫酸镁0.3%,磷酸氢二钾0.2%,CaCl22 mmol/L。最佳发酵条件为：初始pH 6.5,接种量2%,培养温度35℃,转速200 r/min,培养时间78 h,在该条件下测得酶活为233.5 U/mL,较出发菌株提高456%。     

γ射线对斜卧青霉的诱变筛选及产酶条件优化

以斜卧青霉(Penicillium decumbens)A10为出发菌株,经450 Gy60Coγ射线诱变处理,选育出1株纤维素酶高产菌株A50,对其产纤维素酶的液态发酵条件进行研究优化,确定了所试因素的最佳组合,即主碳源浓度为5%,其中麸皮与玉米秸秆比例为1∶1,辅加碳源为0.1%的葡萄糖,辅加氮源为0.2%的磷酸氢二铵,Tween-80添加量为0.1%,培养基初始pH为5.0,300ml三角瓶的装液量为30ml、接种量10%、培养温度为32℃、摇床转速200r/min。发酵至60h时,纤维素酶活和滤纸酶活均达到最高,分别为27.28和1.98IU/ml,较出发菌株A10分别提高了33.2%和45.59%。     

Cloning, characterization, and activity analysis of a flavonol synthase gene FtFLS1 and its association with flavonoid content in tartary buckwheat

Evidence from in vitro and in vivo studies indicates that rutin, the main flavonoid in tartary buckwheat ( Fagopyrum tataricum ), may have high value for medicine and health. This paper reports the finding of a flavonol synthase (FLS) gene, cloned and characterized from F. tataricum and designated FtFLS1, that is involved in rutin biosynthesis. The FtFLS1 gene was expressed in Escherichia coli BL21(DE3), and the recombinant soluble FtFLS1 protein had a relative molecular mass of 40 kDa. The purified recombinant protein showed, with dihydroquercetin as substrate, total and specific activities of 36.55 × 10(-3) IU and 18.94 × 10(-3) IU/mg, respectively, whereas the total and specific activities were 10.19 × 10(-3) IU and 5.28 × 10(-3) IU/mg, respectively, with dihydrokaempferol. RT-PCR revealed that during F. tataricum florescence there was an organ-specific expression pattern by the FtFLS1 gene, with similar trends in flavonoid content. These observations suggest that FtFLS1 in F. tataricum encodes a functional protein, which might play a key role in rutin biosynthesis.     

N+离子注入法选育高产葡萄糖耐量因子（GTF）酵母菌株

本研究通过铬耐量筛选的方式,从12株供试啤酒酵母中获得一株高耐铬性啤酒酵母菌株,并对该菌株进行N+注入诱变,注入能量为50keV,注入剂量1×2.6×1013、2×2.6×1013、3×2.6×1013、4×2.6×1013、5×2.6×1013和6×2.6×1013 icon/cm2。结果表明,最适诱变的注入剂量为4×2.6×1013 icon/cm2,得到1株高产GTF的啤酒酵母菌株M11-1A11,其富铬能力较诱变前提高了22.4%。经5次传代发酵培养,突变株的富铬性能稳定。