大规模悬浮培养茶叶细胞合成茶氨酸培养基组成优化研究

婺源绿茶嫩叶用MS培养基（加IBA 2βmg/L,6-BA 4βmg/L,盐酸乙胺25βmmol/L）进行茶叶愈伤组织悬浮培养,采用正交试验设计研究了培养基不同组成条件对茶叶细胞大规模悬浮培养过程中细胞生长与茶氨酸合成的影响。结果显示,整个培养周期中,细胞收获量和茶氨酸积累量峰值出现时间为培养的第19~22βd;在NH₄⁺/NO₃^- 1.0/60.0βmmol/L、K⁺ 100.0βmmol/L、Mg²⁺ 3.0βmmol/L、H₂PO₄^- 3.0βmmol/L、蔗糖30.0βg/L、水解酪蛋白2.0βg/L条件下,茶叶细胞生长量和茶氨酸积累量分别可达到16.33βg/100βml培养液和3.357βg/100βml培养液;提高培养基中水解酪蛋白浓度可使细胞对数生长期和稳定期得到延长,并有利于茶氨酸积累;H₂PO₄^-浓度主要影响细胞生长速率和茶氨酸积累速率的同步性,低H₂PO₄^-浓度环境中茶氨酸积累速率峰值滞后于细胞增长速率峰值,高H₂PO₄^-浓度环境中早于细胞生长速率峰值出现时间;K⁺ 和蔗糖对细胞生长的影响均不明显;Mg²⁺对细胞生长产生明显的影响;NH₄⁺/NO₃^-对茶氨酸合成具有非常显著的影响。从生产效率考虑,培养周期以19~22βd为宜。     

配体交换色谱手性流动相法拆分和定量茶氨酸对映体

建立了配体交换色谱手性流动相法拆分茶氨酸对映体的方法。采用Polaris C₁₈柱;流动相为L-脯氨酸：Cu²⁺（摩尔比）为2:1,Cu²⁺浓度为0.5βmmol/L,pH6.8,甲醇的加入体积比为2%;波长254βnm;流速0.9βml/min;柱温30℃。L-茶氨酸的进样量在0.09542βμg~4.241βμg范围内峰面积与进样量之间线性关系良好,回收率在97.45%~100.4%之间;D-茶氨酸的进样量在0.08486βμg~4.243βμg范围峰面积与进样量之间线性关系良好,回收率在97.07%~100.1%之间。该方法通用,准确。     

酶法拆分DL-茶氨酸及其分离纯化

将DL-茶氨酸乙酰化为N-乙酰-DL-茶氨酸,利用本实验室筛选的有较高氨基酰化酶活性的真菌刺孢小克银汉霉9980（Cunnighamella echinulata 9980）对DL-茶氨酸进行拆分并对拆分条件进行摸索。结果表明：反应最适温度50℃,最适pH7.0,底物浓度0.5mol/L,湿菌体量4g/100βml,拆分时间30h,拆分率可达92％。产物经JK008阳离子交换树脂氨性柱分离,L-茶氨酸收率84.3％,[α] =8.1(c=2,H₂O), 符合JP2000药典。     

毛细管电泳分析茶黄素的方法研究

研究了毛细管电泳分析茶黄素类组分的最佳条件。结果表明：在250βmmol/L H₃BO₄、10βmmol/L KH₂PO₄、0.75βmmol/L SDS和20％(v/v)乙腈组成的pH7.5电泳介质中,选择25βkV电压、20℃柱温和200βnm波长检测,可在10βmin以内将茶叶中的四种主要茶黄素单体分离,并获得较高的检测灵敏度。四种茶黄素单体浓度与峰面积值之间的相关系数r=0.9945~0.9990,检测下限在0.53~0.64βμg/ml之间,加标回收率为92.50%~108.36%,变异系数≤2.67%。本方法快速、准确,可用于实际样品的测定。     

茶氨酸生物合成工程菌构建

通过PCR扩增E.coli DH5α的γ-ggt基因,产物经纯化后用Kpn I和Xho I双酶切,回收γ-谷氨酰转肽酶基因目的片断,并与经相同双酶切的表达载体pET-32a连接,得到重组质粒pET-GGT。将重组质粒转化到E.coli BL21中,获得工程菌。工程菌株经0.05βmol/L IPTG,32℃诱导表达,湿菌体的酶活达到2.0βU/g,大约是出发菌株E.coli DH5α的15倍。工程菌催化L-谷氨酰胺和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的产量达到29.40βg/L,L-Gln的转化率为48.22%,其催化L-谷氨酰胺和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的能力比出发菌株E.coli DH5α提高了100多倍。     

酶性氧化合成茶黄素条件优化的研究

利用提取粗酶液在单因素试验和正交试验进行合成茶黄素以及在此基础上利用捣碎茶鲜叶（不提取粗酶液）直接进行合成茶黄素试验以确定最优反应条件。结果表明,在本试验反应体系中,茶黄素酶促合成的最佳条件（茶黄素总量）为：温度为30℃,反应体系的最佳pH值为4.8,底物浓度为0.9βg/100βml,酶源物浓度为28βg/100βml（以鲜叶重量计）,通氧量为0.4βL/min,最佳反应终止时间是40βmin。其中温度和pH值是反应体系中两个极其重要的影响因素（P<0.05）;通氧量也是影响茶黄素酶性合成的必不可少的条件之一。     

茶树发根中茶氨酸和儿茶素类含量的分析

茶树发根在LG₀培养基和添加1βmg/L IBA的1/2MS培养基上生长迅速,但只在一个培养于LG₀培养基的发根克隆中检测到高含量的茶氨酸,含量达到23.12βmg/g鲜重,高于未转化根的18.77βmg/g鲜重。除茶氨酸外,该发根克隆中也检测到高含量的天门冬氨酸、谷氨酸、天门冬酰胺、谷氨酰胺和精氨酸。发根克隆培养于添加1βmg/L IBA的1/2MS培养基,茶氨酸的含量则显著降低,说明培养基组成也是影响发根中茶氨酸的含量的因素之一。茶树发根中也含有少量的儿茶素类单体,主要为儿茶素和表儿茶素。     

茶树鲜叶中维生素B6代谢酶PLK的活性分析

吡哆醛激酶（Pyridoxal Kinase, PLK）是维生素B₆（VB₆）代谢关键酶。从茶鲜叶中直接提取含PLK的粗酶液,经过硫酸铵沉淀、透析处理后,采用苯肼衍生化方法检测定PLK活性,并对其基本酶学性质进行分析。结果表明,提取时加入100%茶鲜重的PVPP,效果最佳。纯化后的茶鲜叶PLK比活力为0.737 nmol/(min·mg),纯化倍数为4.0;当有二价金属离子存在时,PLK才具有催化活性,其中Zn²⁺对其催化作用最强。该酶的最适反应温度为60℃;在pH6.0左右酶活力最高。在最适反应条件下,测得反应底物ATP和PL的Km值分别为19.3 μmol/L和53 μmol/L。     

四川黑茶品质化学成分的研究

采用氨基酸自动分析法、高效液相色谱法分析了四川黑茶原料、渥堆叶、康砖成品茶的氨基酸、儿茶素组成含量及咖啡碱、茶多酚、水浸出物的含量。四川黑茶原料氨基酸含量为1424.00βmg/100g,必需氨基酸含量为547.00βmg/100g,茶氨酸含量为87.15βmg/100g,儿茶素含量为27.63βmg/g,咖啡碱、茶多酚、水浸出物含量分别为1.30%、8.18%、26.94%;渥堆叶氨基酸含量为1590.00βmg/100g,必需氨基酸含量为668.00βmg/100g,茶氨酸含量为67.62βmg/100g,儿茶素含量为27.52βmg/g,咖啡碱、茶多酚、水浸出物含量分别为1.24%、7.90%、24.53%;康砖成品茶氨基酸含量为1420.00βmg/100g,必需氨基酸含量为529.00βmg/100g,茶氨酸含量为66.88βmg/100g,儿茶素含量为13.65βmg/g,咖啡碱、茶多酚、水浸出物含量分别为1.27%、5.99%、23.92%。     

茶氨酸酶促生物合成研究进展

茶氨酸系茶树（Camellia sinensis）特征性成分,具有放松镇静、增强记忆、保护神经、化疗调节等诸多生理活性。目前发现能催化茶氨酸生物合成的酶有7种,它们分别是茶氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶、γ-谷氨酰甲胺合成酶、谷氨酸合成酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷氨酰胺酶和γ-谷氨酰转肽酶。茶氨酸生物合成反应有两种代表类型：（1）谷氨酸和乙胺为底物的连接合成反应（需ATP供能）;（2）谷氨酰胺和乙胺为底物的酰基转移反应。本文对茶氨酸酶促合成途径进行了综述,以此为茶氨酸微生物合成技术的开发应用提供参考依据。     

离子对色谱法测定茶叶中的茶氨酸

通过添加十二烷基磺酸钠(SDS)为离子对试剂,以乙腈-水(磷酸)为流动相,在200nm的检测波长条件下,建立了一种快速测定茶叶中茶氨酸的分析方法。茶氨酸的保留时间为6.27min;在0.04~20μg范围内,茶氨酸峰面积与进样量之间有良好的线性关系,回归方程为:Y=1.51466×106X+3.28706×105(r2=0.99901);当S/N=3时,最低检测浓度为1.15ng。所建方法快速,简便,准确,可用于茶叶中茶氨酸含量测定。     

茶树鲜叶中维生素B6代谢酶PNPO的活性分析

采用液氮研磨、Tris-HCl+KPO₄缓冲液(pH8.5)浸提法和硫酸铵沉淀法从茶树鲜叶中提取磷酸吡哆醇氧化酶（PNPO）粗酶液,并通过苯肼法研究其酶学性质。结果表明,以磷酸吡哆胺（PMP）为底物,PNPO催化反应的最佳时间为30 min,最适温度为50℃,最适pH6.5。在pH6.0~9.0,温度10~40℃的条件下,此酶稳定。在最适条件下测得反应底物PMP的Km值为2.34 mmol/L。     

茶树RAPD反应系统和扩增程序优化

以龙井43为材料，使用国产PCR仪，对茶树RAPD分析中影响PCR扩增结果的因素进行了研究，确定了茶树RAPD的最适反应系统和扩增程序，即在25μl反应体系中，含25～50ng模板DNA、2mmol／LMgCl2、各0．2mmo／LdNTPs、0．2μmol／L引物和0．5～1．0UTanDNA聚合酶；扩增程序为：94℃预变性180s，94℃变性60s，38℃退火90s，72℃延伸120s，共进行40～45个循环，最后72℃延伸300～600s，这样可以取得较好的扩增结果。     

基因工程菌生物合成茶氨酸条件研究

研究了不同诱导条件对基因工程菌催化合成茶氨酸的影响,确定了较为优化的诱导表达条件;通过单因子试验研究了不同反应条件对基因工程菌催化合成茶氨酸的影响,研究结果表明反应体系中较高的菌体浓度对催化茶氨酸有一定的抑制作用;高L-Gln浓度可以提高茶氨酸的生成量,但是却降低了L-Gln的转化率;基因工程菌催化合成茶氨酸的最适pH是9.5左右,较为适合的反应温度是32℃~37℃。     

石斛属部分植物SRAP-PCR反应体系的建立与优化

建立石斛属（Dendrobium）植物SRAP-PCR反应体系,为石斛的品种鉴定与分类提供理论和技术基础。采用单因素及正交试验对反应体系中的各因子进行优化,确定最优退火温度,并筛选有效引物。结果表明：适用于石斛属植物SRAP最佳的反应体系为：Mg²⁺ 2.5 mmol/L,dNTPs 0.25 mmol/L,Taq DNA聚合酶1.25 U,引物0.4 μmol/L,模板DNA 30 ng,10×PCR buffer 2.5 μL,其余用灭菌后的ddH₂O补足至25 μL。最优扩增程序为：94 ℃预变性5 min;94 ℃变性1 min,36 ℃复性1 min,72 ℃延伸1 min,5次循环;94 ℃变性1 min,根据不同引物的不同退火温度复性1 min,72 ℃延伸1 min,30次循环;最终72 ℃延伸7 min,保存于4 ℃恒温箱中。应用所建立的优化反应体系成功地筛选出15条多态性较高的引物。     

茶树简化EcoTILLING技术的建立

EcoTILLING(Ecotype Targeting Induced Local Lesions IN Genomes)可快速检测自然群体中的SNP(Single Nucleotide Polymorphism)等DNA变异。第一次建立了简化的茶树EcoTILLING技术体系:首先筛选扩增目的基因的特异PCR引物;然后通过CELⅠ酶切PCR产物优化实验,确定酶切时间20 min、10×buffer组成为250 mmol/L Tris-HCl(pH7.4)、150 mmol/L KCl、15 mmol/L MgSO4、4μg/mL BSA和0.04%Triton x-100,反应温度为47.5℃,酶量为1.8μL CJE(Celery Juice Extract)/10μL反应体系时,酶切的谱带信号较强、特异性高;初步确定合适的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测条件为凝胶浓度5%、上样量4～5μL、有效分离长度要达到15 cm。利用上述简化的EcoTILLING对6份茶树种质870 bp的PPO基因片段实现了分型,经测序验证酶切产生的谱带与6份种质内部或不同种质间的SNP位置吻合。     

利用GS基因构建茶氨酸生物合成工程菌的研究

为了高效合成茶氨酸,本研究通过将荧光假单胞菌GS基因转接入pET32a质粒中,再将重组质粒转化到E.coli BL21中,构建了一种生物合成茶氨酸的基因工程菌。工程菌株经0.1mmol/LIPTG,28℃诱导表达,湿菌体的酶活达到41.79U/mg prot,大约是出发菌株E.coli BL21的126.64倍。工程菌催化L-谷氨酸钠和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的产量达到6.2g/L,其催化L-谷氨酰胺和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的能力较出发菌株E.coliBL21有显著提高。