产γ-聚谷氨酸菌株的筛选及其对玉米幼苗生长的影响

从土壤样品中分离和筛选到1株γ-聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)高产菌株C1.经形态、生理生化和16S rRNA序列分析,将Cl鉴定为枯草芽孢杆菌.水培试验表明:添加γ-PGA对全养分条件下玉米幼苗生物量增长没有明显的影响,但显著提高了1/2和1/4养分条件下玉米幼苗地上部和地下部生物量.γ-PGA在各种养分条件下都能提高叶绿素相对含量(SPAD值)和根系活力,但1/2和1/4养分条件下提高作用更显著.当γ-PCA浓度低于0.30 g·L-1时,生物量和SPAD值随γ-PGA浓度增加而增加;添加γ-PGA处理的玉米根系活力始终高于对照且与γ-PGA添加量无关.本研究首次揭示了较低浓度的细菌源γ-PGA对低营养条件下玉米的生长有显著的促进作用.     

γ-聚谷氨酸/壳聚糖凝胶制备优化及保水固沙性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和壳聚糖(CS)为原料制备一种用作保水固沙材料的凝胶,利用热重分析研究结构变化,以宁夏沙头坡沙土为材料测试其保水性能和抗风蚀性能。结果表明,最佳制备工艺为:γ-PGA与CS的添加比例为20∶80,其添加总量为3. 0 g,乙酸浓度0. 4 mol/L,乙酸添加量20 m L,此条件下吸水倍率为50. 89±0. 23。热重分析表明,γ-PGA和CS间发生了相互作用。由保水试验和抗风蚀试验可知,经8 d后γ-PGA/CS凝胶仍有一定保水性能和抗风蚀能力。使用γ-PGA/CS保水剂后土壤中水分蒸发速率明显降低,空白组15 d累计蒸发率达到93%,使用γ-PGA/CS保水剂后8 d累计蒸发率为70%;γ-PGA/CS保水剂添加量为0. 1%时,风蚀模数从35. 6 g/(m2·min)降低至27. 3 g/(m2·min),固化层厚度为1. 5 cm;使用γ-PGA/CS保水剂后土壤颗粒中 0. 25 mm团聚体含量增加13. 7%。     

γ-聚谷氨酸明胶膜对重金属离子吸附特性研究

利用蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)液体发酵制备γ-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid,γ-PGA),提取并制得γ-PGA溶液;以0.5 g/L的γ-PGA溶液与明胶交联制成明胶膜,未交联γ-PGA的明胶膜作空白对照,用原子吸收分光光度法检测金属离子消耗,研究γ-PGA明胶膜对Cu2+、Co2+的吸附特性。实验结果表明,Cu2+在pH为8、24℃、5 h时有最佳吸附量,饱和吸附量为12.34μg/mL;Co2+在pH 7、21℃、5 h时有最佳吸附量,饱和吸附量为19.50μg/mL;证实了γ-PGA与明胶交联制成的明胶膜具有吸附重金属(Cu2+、Co2+)的能力。     

聚-γ-谷氨酸及其增效肥在水稻上的应用

分别以6个水稻品种为试验材料,进行了聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)及其增效肥试验。结果表明,100mg/L和200mg/L的γ-PGA浸种和田间喷施,使扬两优6号和珍珠糯秧苗长势旺,白根数增加,分蘖数增多,有效穗数增加,200mg/L的γ-PGA浸种和田间喷施比100mg/L的γ-PGA处理的每公顷产量分别提高465kg和555kg,增6.9%和8.4%,且两处理产量均显著高于对照;当使用600kg/hm2和480kg/hm2的γ-PGA增效复合肥时,杂交中稻Ⅱ优416的产量比使用同样重量的复合肥每公顷产量增加427.5～517.5kg,增幅为4.5%～5.3%,表现出节肥效果;在培两优3076上进行的增效尿素试验表明,秧苗栽移后5d每公顷施γ-PGA增效尿素90kg,剑叶露尖时每公顷施γ-PGA增效尿素45kg的产量最高,与对照呈显著差异;当基肥为480kg/hm2γ-PGA增效复合肥与γ-PGA增效尿素配合使用,其产量比基肥为600kg/hm2普通复合肥和普通尿素配合使用的对照要高,表现出明显的节肥效果。     

聚-γ-谷氨酸对烟草种子萌发及苗期生长的影响

用不同浓度聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)溶液对烟草种子进行不同时间浸种处理,通过种子发芽率、种子活力与种子酶活性的变化,筛选出γ-PGA浸种的最佳浓度和时间;还研究了不同浓度γ-PGA溶液灌根对烟草苗期生长的影响。结果表明,用0.10~0.30 g/L的γ-PGA溶液浸种1~3 d可以提高烟草种子的发芽率、种子活力,缩短出苗时间。处理后的种子淀粉酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性与对照相比均有不同程度的提高,以0.20g/L的γ-PGA溶液处理种子1 d效果最好。灌根试验表明,烟草苗期生长的最适γ-PGA浓度也为0.20 g/L。     

γ-聚谷氨酸对面团性质及面条质构特性的影响

将γ-聚谷氨酸(γ-PGA)按一定比例加入面粉中,研究r-PGA对面团流变性、糊化特性和面条质构特性的影响,并对主要试验指标进行相关性分析.结果表明:添加γ-PGA后,面团流变性各指标均优于空白值,添加量为0.10%~0.15%时面团流变性最好;样品糊化的峰值温度(tp)升高,淀粉热稳定性增大,同时,由于γ-PGA和淀粉竞争性结合自由水,热焓值(ΔH)减小,且添加量0.05%时最小.适量添加γ-PGA可改善面条品质,提高面条坚实度和弹性.相关性分析显示,最大剪切力与添加量和吸水率显著正相关(P0.05),拉伸比与稳定时间和峰值温度显著正相关(P0.05),稳定时间与峰值温度极显著正相关(P0.01),热焓值与胶着性显著正相关(P0.05).     

γ-聚谷氨酸合成菌的鉴定及其对肥效的影响

从豆豉中分离到1株产γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)的菌株JG,通过菌株形态特征和16S r DNA序列对比分析,对该菌株进行了鉴定。同时对发酵产物进行了提纯,并添加不同比例聚谷氨酸到复合肥中,进行盆栽试验。结果表明,该菌株16S r DNA序列与Bacillus subtilis HQ 327126的同源性达到99%,确定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌株γ-PGA的发酵产量为40 g/L,对发酵产物进行提纯,获得含量为80%的γ-PGA。添加不同浓度γ-PGA的处理,芜青油菜叶绿素含量明显提高,添加0.02%~0.03%的γ-PGA,芜青油菜鲜重增加可达18.35%~19.57%,具有明显提高肥效的作用。     

γ-聚谷氨酸应用研究综述

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种可生物降解的、无毒的、生态友好的绿色环保型生物高分子聚合物,它被广泛的应用于食品、医药、化妆品等工业领域,同时在生态恢复与和农业领域也有着重大的作用。为了解现阶段γ-PGA的应用进展,本综述对其在食品、医药、农业等领域的研究应用进行了重点介绍,以期为γ-PGA进一步研究开发提供参考。     

微粒聚谷氨酸配施化肥对棉花生长和土壤养分及微生物群落结构的影响

利用棉花盆栽试验，设置5个处理（P1(4.5 g微粒聚谷氨酸（γ-PGA）配施1 g化肥)、P2(3 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、P3(1.5 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、N(1 g化肥)和CK（不施肥）），通过分析棉花的农艺性状，并结合高通量测序技术，探究施用微粒γ-PGA配施化肥对棉花植株生长和土壤微生物群落结构的影响，以确定合理的配施剂量。结果表明，微粒γ-PGA配施化肥的棉花农艺性状优于单施化肥和不施肥，1.5 g微粒γ-PGA配施化肥效果最佳。在棉花生育期微粒γ-PGA配施化肥的土壤中全钾、铵态氮和有效磷的含量高于单施化肥和不施肥，在采后土壤中全钾、铵态氮、有效磷和有效钾含量保持较高水平。高通量测序结果表明，微粒γ-PGA配施化肥会引起微生物的丰富度和多样性的降低，但可以改善微生物群落结构，在采摘之后，土壤中的变形菌门、子囊菌门和被孢霉门的相对丰度都呈降低态势，而放线菌门、酸杆菌门和担子菌门的相对丰度则呈上升态势，与单施化肥和不施肥相比，大部分菌门依旧保持高的相对丰度。冗余（RDA）分析可知，土壤微生物优势菌门受包括全磷、全钾、有效磷、有效钾、酸碱度、有机质含量等...     

γ-聚谷氨酸应用研究进展

聚谷氨酸（γ-PGA）是一种可生物降解的、无毒的、生态友好的绿色生物高分子聚合物。本文综述了γ-PGA在食品、医药、农业等领域的应用，以期为γ-PGA的进一步研究开发提供参考。     

微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展

γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通过肽键结合形成的一种多肽高分子,具有良好的水溶性、生物相容性、水解性、生物可降解性、无毒等优良特性。文章综述了微生物合成γ-PGA生产工艺,如生产菌株、培养基优化、发酵工艺和固定化技术等,介绍了γ-PGA在废水处理方面的应用,并指出了其发展方向。     

γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为原料,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,采用溶液聚合法合成了新型γ-PGA水凝胶重金属吸附剂(γ-PGA-GDE),并研究γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。采用傅里叶红外光谱及扫描电镜对吸附材料进行表征,同时研究pH值、温度、吸附时间和重金属离子初始浓度对γ-聚谷氨酸水凝胶吸附特性的影响。结果表明,pH值为5利于γ-聚谷氨酸水凝胶对重金属离子的吸附,温度对其吸附重金属离子影响不大。γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)重金属离子的吸附速率非常快,符合准二级动力学方程。其对重金属的吸附符合langmuir等温式,对Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附量分别为526.22、255.54 mg/g,与试验值非常接近。γ-聚谷氨酸水凝胶经盐酸洗脱可再生,再生后可循环使用至少6次。     

Growth and photosynthesis characteristics of Chinese cabbage under poly-γ-glutamic acid

采用水培方法研究了聚-γ-谷氨酸对小白菜地上部生长、叶片叶绿素含量、光合速率(Pn)、气孔导度(G(n))、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的影响.结果表明,随着养分含量的降低,聚-γ-谷氨酸处理小白菜较对照叶片Pn、Gs、Tr和Ci均有提高;在90％养分含量下施加聚-γ-谷氨酸显著提高了叶片中叶绿素a的含量;在70％～100％养分含量范围内,小白菜地上部产量较对照均有所提高,说明聚-γ-谷氨酸可通过降低气孔限制值、增加叶绿素含量和提高吸收光强的能力,从而促进小白菜对光能的捕获及其转化,提高其光能利用效率.     

利用枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸

利用实验室筛选得到的一株枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA),主要对其发酵工艺参数进行了优化。先通过单因素优化及PB试验筛选重要因子,然后利用Box-Behnken优化发酵工艺最佳组合,获得了最佳培养基组成和最佳培养条件,且在摇床水平上使γ-PGA产量由最初的6.03 g·L~(-1)提高到10.98 g·L~(-1)。接着通过对补料工艺的探索,确定了最佳补料时间和补料配方,最后在5 L发酵罐上进行了放大生产,最终γ-PGA的最高产量可达到31.18 g·L~(-1)。     

γ-聚谷氨酸对棉花生长与根际微生物的影响

[目的]我国是一个农业大国,肥料利用率低下制约农业发展。如何提高肥料利用率成为我国农业发展的重要课题。γ-聚谷氨酸（γ-PGA）因其特殊的分子结构,在提高肥料利用率方面显示了巨大潜力。因此γ-PGA的应用对实现农业和生态的可持续发展具有重要意义。本文旨在探究棉花植株生长及根际土壤微生物对γ-PGA的响应。[方法]通过盆栽实验,利用高通量测序技术分析各处理土壤微生物群落。[结果]稀释150倍的γ-PGA显著促进棉花生长,株高增幅45.49%、茎粗增幅13.14%、主茎叶数增幅51.88%、果枝数增幅300.75%。配施γ-PGA后,土壤全磷、铵态氮、速效磷、速效钾含量显著提高,且在棉花采摘后依旧维持较高水平。高通量测序结果显示γ-PGA配施化肥会降低细菌的ACE、Chao1、Simpson、Shannon指数,增加真菌的ACE、Chao1、Simpson、Shannon指数。配施γ-PGA的采后土壤中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度下降13.49%、放线菌门（Actinobacteriota）增加12.37%、芽单胞菌门（Gemmatimonadota）增加30.08%、...     

无机盐混合试剂与γ-PGA复合处理对早稻苗期耐冷性的引发和分子效应分析

以冷敏感早稻品种华矮21为材料,利用CaCl2、 无机盐混合试剂、 水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）分别与γ-PGA组合引发水稻种子36 h,研究了在水培条件下生长7 d的水稻幼苗在6 ℃低温处理2 d和常温恢复生长3 d的生长表现和生理特性。结果表明,在低温胁迫下,不同复合引发剂引发处理水稻种子可以提高幼苗的耐冷性,可溶性糖增加,MDA含量降低,APX和SOD酶活性明显增强。综合生长与生理指标的表现可以看出,无机盐混合试剂与γ-PGA复合引发处理的效果最好。利用RT-PCR方法检测6个低温响应基因经此复合引发处理后的水稻幼苗在受低温处理后转录水平变化。结果表明,在低温胁迫下,OsICE1基因转录水平无变化,其他5个低温响应基因的转录明显增强,其中OsDREB1B和OsCDPK7基因受无机盐混合试剂与γ-PGA复合引发处理的诱导表达, OsMYBS3 和OsFAE2基因表达不受种子引发处理的影响,OsLIP19基因的表达受到了一定程度的抑制。这揭示无机盐混合试剂与γ-PGA复合引发处理可能通过增强水稻低温信号传导转录途径ICE1-DREB1B的表达而提高水稻的耐冷性。这些结果为复合型γ-PGA种子引发处理在提高早稻耐冷性中的应用提供了理论依据。     

根施γ-聚谷氨酸对烤烟根系活力及烟叶产量和品质的影响

【目的】研究γ-聚谷氨酸（γ-PGA）对烤烟根系发育及烟叶产量和品质的影响,为其在烤烟生产中的合理应用提供理论依据。【方法】在河南卢氏县和洛宁县进行大田试验,设置在移栽时（T1）、团棵期（T2）、移栽时+团棵期（T3）浇灌γ-PGA原液(用量15 L/hm²)200倍稀释液,以浇灌等量清水的处理为对照（CK）,于移栽后30和60 d测定0～10,10～20 cm土层土壤的含水率,于移栽后30,60和90 d测定根系体积和活力,于烤烟圆顶期测定烟株农艺性状及根、茎、叶干物质质量,在烟叶收获烘烤后测定其经济性状和化学成分,分析各处理土壤水分以及烤烟根系发育、干物质积累及烟叶产量和品质的差异。【结果】浇灌γ-PGA处理能显著提高0～20 cm土层土壤含水率,以T3处理效果最好。与CK相比,施用γ-PGA显著提高了烤烟根系体积和生育前中期烟株的根系活力,在移栽后60 d,T1、T2、T3处理烤烟根系体积较CK增幅分别为39.15%～43.64%,47.38%～73.64%和62.92%～93.41%,根系活力增幅分别为39.01%～39.98%,36.33%～46.32%和51.72%～54.98%。施用γ-PGA显著增加了烟株全株干物质积累量,提高了烤后烟叶的产量、产值、上等烟比例和还原糖含量、糖碱比、钾氯比,改善了烤烟化学成分的协调性,且均以T3处理效果最好,其全株干物质积累量、产量、产值、上等烟比例较CK分别提高了25.20%～46.60%,13.49%～20.79%,27.83%～31.89%和8.14%～12.72%。【结论】在豫西烟区于移栽时、团棵期2次浇灌γ-PGA溶液对烤烟促生增产提质效果最佳。     

聚-γ-谷氨酸对小白菜生长和光合作用的影响

采用水培方法研究了聚-γ-谷氨酸对小白菜地上部生长、叶片叶绿素含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的影响。结果表明,随着养分含量的降低,聚-γ-谷氨酸处理小白菜较对照叶片Pn、Gs、Tr和Ci均有提高;在90%养分含量下施加聚-γ-谷氨酸显著提高了叶片中叶绿素a的含量;在70%～100%养分含量范围内,小白菜地上部产量较对照均有所提高,说明聚-γ-谷氨酸可通过降低气孔限制值、增加叶绿素含量和提高吸收光强的能力,从而促进小白菜对光能的捕获及其转化,提高其光能利用效率。     

外施γ-聚谷氨酸对辣椒生长及其镉胁迫下生理特性的影响

【目的】探究施用γ-聚谷氨酸（γ-PGA）对辣椒生长和果实产量的影响,以及其对镉（Cd）胁迫辣椒幼苗的缓解作用,为辣椒高产栽培和Cd污染防治提供理论依据。【方法】以川腾6号辣椒品种为材料,研究叶面喷施0.1 g/L γ-PGA后水培辣椒幼苗生物量和盆栽辣椒果实形态及产量的变化;在0,5和10 mg/L Cd胁迫下,分析施用0.1 g/L γ-PGA后水培辣椒幼苗生长速率、叶绿素含量、抗氧化酶活性、叶绿素荧光特性、矿质元素及镉含量的变化。【结果】喷施γ-PGA可以显著提高辣椒幼苗鲜质量,增加结果数量,使单株产量提高了15.94%。施用γ-PGA显著增加了不同质量浓度Cd胁迫处理辣椒地上部生长速率,其中10 mg/L Cd胁迫处理辣椒的生长速率提高了68.89%。10 mg/L Cd胁迫下,施用γ-PGA能显著提高辣椒幼苗的叶绿素含量,且能使之恢复到未受Cd胁迫时的水平。γ-PGA增加了Cd胁迫辣椒幼苗叶片的最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、电子传递速率（ETR）、光化学淬灭（qP）,显著降低了非光化学淬灭（NPQ）,有效提高了叶片光能利用率。喷施γ-PGA可以提高Cd胁迫辣椒的SOD、POD、CAT活性,显著提高10 mg/L Cd胁迫处理辣椒植株的Fe、Mn和Zn含量,使Cd吸收降低了19.05%。【结论】叶面施用γ-PGA不仅能有效促进辣椒生长和提高产量,同时可有效缓解Cd胁迫对辣椒的伤害,Cd胁迫越严重,缓解效应越显著。     

聚谷氨酸液态发酵条件优化

[目的]对一株产聚谷氨酸(γ-PGA)的枯草芽孢杆菌N-2的液态发酵培养基以及发酵条件进行优化。[方法]采用单因素试验和响应面分析法结合的方法,对枯草芽孢杆菌N-2的液态发酵培养基以及发酵条件进行优化。[结果]优化得到的最佳发酵培养基组分为蔗糖31.5 g/L,大豆蛋白胨4.0 g/L,L-谷氨酸44.3 g/L,KH2PO40.3 g/L,无水CaCl20.2 g/L,NaCl 3.0 g/L。优化得到的最适发酵条件为:pH 7.5,装液量30%,接种量7%,37℃发酵48 h,此时γ-PGA的产量最大可达18.7 g/L。[结论]为今后聚谷氨酸的性质研究奠定基础。