一株高效降解玉米赤霉烯酮的耐酸耐高温枯草芽孢杆菌的研究

为寻求更高效、实用的生物脱毒制剂,提高其应用范围,通过采集酸性、高温的温泉环境样品,筛选获得1株高效降解玉米赤霉烯酮(ZEN)的细菌菌株Y-33,并对该菌株生长和降解特性进行分析。结果表明,菌株Y-33在50℃、pH值5.0条件下孵育36 h,菌液对2 μg·mL^-1 ZEN的降解率高达93.79%,对20 μg·mL^-1 ZEN的降解率也达82.40%。从形态、生理生化特性及16S rDNA序列对菌株Y-33进行分析,初步鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌株发酵上清液在28℃条件下对ZEN降解率为62.02%。金属离子Mn²⁺能明显增强菌株Y-33发酵上清液对ZEN的降解能力,降解率达81.17%,而Zn²⁺严重抑制了Y-33发酵上清液对ZEN的降解能力,降解率仅为5.42%。本研究结果为ZEN解毒菌剂的开发与应用奠定了理论基础。     

解淀粉芽孢杆菌NS2降解玉米赤霉烯酮的研究

为了丰富玉米赤霉烯酮(ZEN)解毒菌种库,通过采集湖南省邵阳市等7个省市粮食样品,筛选获得1株能够高效降解ZEN的解淀粉芽孢杆菌NS2。采用高效液相色谱法检测降解前后ZEN的含量发现,液态发酵72 h,该菌对5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达96.0%,固态发酵72 h,菌株对玉米粉中2.5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达88.2%。采用高效液相色谱与四级杆飞行时间质谱联用技术检测该菌处理后的ZEN降解产物,未检测出具有毒性作用的α-玉米赤霉烯醇(α-ZOL)、β-玉米赤霉烯醇(β-ZOL)等ZEN的类似物。此外,抗菌活性试验与木聚糖酶、纤维素酶和蛋白酶活性试验显示降解菌NS2还能通过产生具有抗菌作用的次生代谢产物,抑制病原微生物大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的生长。上述结果表明,解淀粉芽孢杆菌NS2可以高效降解ZEN,具有潜在应用前景,为ZEN解毒产品的开发与应用奠定了材料基础。     

玉米赤霉烯酮降解酶基因（ZEN-jjm）的克隆、表达及活性分析

玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是世界上污染范围最广泛的一种镰刀霉毒素,能导致人或动物不孕、流产等症状,损害内脏器官并促进癌细胞的生长.本文通过设计1对特异性引物,从粉红螺旋聚孢霉(Gliocladium roseum)中克隆获得大小为795 bp的DNA片段(ZEN-jjm),通过构建E. coil原核表达载体进行表达.经HPLC检测证实,IPTG诱导后的细胞裂解上清能在3 h内完全降解液体中1μg/mL的ZEN.序列分析结果表明ZEN-jjm与zhd101存在9个碱基的差异,ZEN-jjm编码的ZEN降解酶与文献报道的乳糖水解酶存在3个氨基酸的差异,但ZEN毒素降解实验证实二者活性相似.     

α-乙酰乳酸脱羧酶基因在枯草芽孢杆菌中的整合型表达

α-乙酰乳酸脱羧酶在啤酒生产中能加快啤酒成熟,有重要的应用价值。本研究将枯草芽孢杆菌启动子P43克隆到质粒pUC19-ALDC中的α-乙酰乳酸脱羧酶基因之前,得到重组质粒pUC19-P43-ALDC。重组质粒pUC19-P43-ALDC与质粒pMLK83-BN同源重组,筛选得到枯草芽孢杆菌整合质粒pMLK83-ALDC。用此整合质粒转化枯草芽孢杆菌1A751,挑选出新霉素抗性且无淀粉酶活性的重组菌株。此菌株用LB培养基在37℃、220r/min摇瓶培养过夜,测得α-乙酰乳酸脱羧酶活力为15.6U/mL,说明整合的α-乙酰乳酸脱羧酶基因能够在重组菌株中稳定传代和表达。本研究首次在枯草芽孢杆菌中用整合型的方式重组表达了α-乙酰乳酸脱羧酶,提出了一种有潜力的生产α-乙酰乳酸脱羧酶的新方法。     

高速液相色谱法测定玉米中玉米赤霉烯酮（ZEA）残留

本文介绍了一种快速高效液相色谱法定量测定玉米中真菌毒素玉米赤霉烯酮的方法。样品用甲醇,乙腈,水混合液提取,提取液经液－液分配萃取,硅镁吸附剂柱层析纯化后,用反相柱ＯＤＳ－Ｈｙｐｅｒｓｉｌ分离,流动相为甲醇或者甲醇与水混合液。     

玉米赤霉烯酮化学发光免疫分析检测系统设计

为了保障粮食安全,该研究根据玉米赤霉烯酮抗原抗体反应,以及辣根过氧化物酶催化鲁米诺过氧化氢反应产生化学发光,设计一款应用于粮食行业的玉米赤霉烯酮检测系统。采用侧窗型高精度光电倍增管MD983以及16位AD转换芯片,实现化学发光强度信号的准确测量;步进电机驱动旋转精密转台,通过优化步进电机的S型脉冲驱动控制曲线参数,完成转台的高精度定位控制,实现光电倍增管的测试窗口和化学发光孔精确对准;通过精密直线导轨滑台驱动加样器的进给,实现反应液微米量级的准确微量加样。利用竞争性免疫分析方法,使得赤霉烯酮毒素为0 μg/kg情况下,化学发光反应具有最大发光量,解决真菌毒素低浓度情况下的检测精度难题。经过试验验证,系统检出限为0.1 μg/kg,样品加标回收率在90%以上,标准曲线决定系数为0.996 5,系统检测玉米赤霉烯酮的线性范围为0~60 μg/kg。研究表明建立的玉米赤霉烯酮检测系统满足国家粮食行业对于粮食中玉米赤霉烯酮含量检测要求,为真菌毒素检测仪器的国产化提供参考。     

拉曼光谱法检测玉米中黄曲霉毒素B1和玉米赤霉烯酮

为提高激光拉曼光谱技术对不同霉变程度玉米中的黄曲霉毒素B1(AFB1)和玉米赤霉烯酮(ZEN)检测的准确率,本试验以6个不同霉变等级的玉米样品为研究对象进行拉曼光谱检测.首先采用迭代多项式拟合基线校正方法对原始拉曼光谱进行基线校正,去除荧光背景;然后采用多元散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)和高斯-洛伦兹混...     

玉米赤霉烯酮的高灵敏时间分辨荧光免疫分析

采用时间分辨荧光技术建立高灵敏的玉米赤霉烯酮（ZEN）间接竞争免疫分析法（ZEN-TRFIA）。以玉米赤霉烯酮人工抗原（ZEN-BSA）包被96孔板为固相抗原，与ZEN标准或样品中的ZEN共同竞争有限的抗ZEN的单抗；用稀土离子Eu3+标记的羊抗鼠抗体进行示踪。该方法的灵敏度为0.01 μg/L（10ppt），测量范围为0.01-20 μg/L，批内和批间变异分别为7.2%和14.6%，平均回收率为94.4%，与玉米赤霉醇（ZER）的交叉反应率为15.16%。7条不同时间进行的ZEN-TRFIA的效应点值ED20、ED50、ED80分别为0.156±0.035 μg/L、0.634±0.091 μg/L和2.595±0.274 μg/L。试剂盒4℃保质期超过6个月。研究表明，ZEN-TRFIA是目前报导的ZEN检测中较灵敏的方法，该分析方法稳定性好，货架期符合要求，可测范围宽，具有很好的应用前景。     

肥料配施枯草芽孢杆菌对夏玉米产量及养分利用的影响

目的枯草芽孢杆菌能增加土壤养分、改善土壤结构、提高化肥利用率,并能促使土壤中的有机质分解,促进作物生长,提高产量。研究枯草芽孢杆菌与肥料配施对夏玉米产量、肥料吸收利用的影响,为提高肥料的增产效果、降低农业面源污染提供理论指导。方法2016和2017年以登海605(DH605) 为试验材料,设置不施氮肥 (CK)、单施化肥 (N)、单施牛粪 (M)、牛粪 + 枯草芽孢杆菌 (MB)、化肥 + 枯草芽孢杆菌 (NB) 5个处理,分析了夏玉米产量和肥料吸收利用状况。结果牛粪配施枯草芽孢杆菌处理的籽粒产量及肥料利用效率最高,显著高于单施牛粪处理。与单施牛粪相比,牛粪配施枯草芽孢杆菌两年产量平均增幅为20.2%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为30.8%、63.5%、30.8%,肥料偏生产力平均提高20.7%;化肥配施枯草芽孢杆菌两年产量平均值比单施化肥提高2.55%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为12.5%、10.6%、3.84%,肥料偏生产力平均提高3.18%。牛粪配施枯草芽孢杆菌的经济效益比单施牛粪提高16.9%,化肥配施枯草芽孢杆菌的经济效益与单施化肥基本相同。分析表明,植株干物质积累量和氮素积累量,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是增产增效的主要原因。其中牛粪配施枯草芽孢杆菌的效果要优于化肥配施枯草芽孢杆菌。结论肥料配施枯草芽孢杆菌能显著增加夏玉米的干物质积累量及产量,促进肥料的吸收利用。在施用氮肥的基础上,配施适量的枯草芽孢杆菌不仅能实现增产增效的目的,还能提高玉米的经济效益。有机肥配施枯草芽孢杆菌是实现夏玉米节肥增效的有效措施之一。     

枯草芽胞杆菌重组木聚糖酶基因高效表达系统的构建

以木聚糖酶基因为研究对象,构建了枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)稳定的高效表达系统。采用PCR方法从芽胞杆菌(Bacillus sp.)基因组DNA中分别扩增出完整和不带启动子的木聚糖酶(xynA)基因;利用芽胞杆菌的强启动子,即S-层蛋白的启动子,通过SOE(splicing by overlapping extension)法连接到xynA基因上得到重组基因S-xynA,将xynA和S-xynA分别装载到整合载体pDG1730上,转化α-淀粉酶高产菌株枯草芽胞杆菌B47,将重组基因整合到α-淀粉酶基因上,以期目标基因像淀粉酶基因一样高效表达。结果表明,2个重组菌的产酶活性均得到提高,其中S-层蛋白启动子表达的木聚糖酶活是自身启动子表达的酶活的1.69倍。重组表达的木聚糖酶在pH5~8和40~60℃范围内均具有较高活性。     

利用抗性基因替换的方法将两个拷贝外源基因表达单元整合到枯草芽孢杆菌染色体基因组同一位点

本研究提供了一种新的整合多拷贝外源基因表达单元到枯草芽孢杆菌染色体同一位点的方法。以β-淀粉酶表达单元作为应用实例,本方法包括以下步骤：首先,构建含有一个拷贝β-淀粉酶表达单元的整合质粒pMLK83-CTBA,通过同源双交换获得单拷贝β-淀粉酶表达单元整合到枯草芽孢杆菌1A751染色体α-淀粉酶基因位点的菌株1A751[CTBA]Neo＋;然后,利用抗性基因替换质粒pVK71,将新霉素抗性基因替换为状观霉素抗性基因,得到1A751[CTBA]Neo-Spe＋;最后,整合质粒pMLK83-CTBA再以同源单交换方式整合到1A751[CTBA]Neo-Spe＋染色体,通过新霉素抗性和状观霉素抗性筛选出两个拷贝β-淀粉酶基因整合的重组菌1A751[CTBA2]Neo＋Spe＋。结果显示,利用此方法增加β-淀粉酶基因的拷贝数,能够显著和稳定地提高β-淀粉酶的表达量。     

含枯草芽孢杆菌肥料对大豆叶片光合作用及土壤酶活性的影响

为了减少大豆生产过程中化肥的施用量及对黑土地的保护,开展大豆田间试验,分别施用大豆专用复合肥(CK)、枯草芽孢杆菌+氨基酸型有机肥(T1)、枯草芽孢杆菌+黄腐酸钾肥(T2)、枯草芽孢杆菌+海藻精粉颗粒肥(T3)、枯草芽孢杆菌秸秆腐熟有机肥(T4)、枯草芽孢杆菌鸡粪腐熟有机肥(T5),综合评价各种肥料对大豆光合作用和土壤...     

枯草芽孢杆菌产芽孢条件的优化

为了提高枯草芽孢杆菌的芽孢数量及产芽孢率,采用分批培养法研究了营养条件、初始pH值、溶氧量对其生孢的影响。结果表明,麸皮和玉米粉分别是枯草芽孢杆菌生孢的最佳碳、氮源;无机盐和锰元素对芽孢生成有显著的影响。最佳生孢培养基组成:麸皮5 g,玉米粉10 g,NaCl 5 g,KH2PO41 g,MnSO4.H2O 0.4 g,水1 000 mL;最佳生孢条件:初始pH值为7.0,最佳装液量为250 mL锥形瓶装50 mL培养液。在150 r.min-1、30℃恒温培养72 h后,芽孢数可达到3.4×109cfu.mL-1,产芽孢率可达82.9%。     

西瓜枯萎病生防菌枯草芽孢杆菌B11菌株高产拮抗物质的诱变选育

从西瓜根围分离得到的一株有效抑制西瓜枯萎病菌的枯草芽孢杆菌B 11菌株(B acillus subtilisstra in B 11)。为获得高产拮抗物质的诱变菌株,采用紫外线诱变方法对B 11菌株进行诱变,结果获得抑菌活性比野生菌B 11菌株强的6株诱变菌株,其中G 17菌株的抑菌活性及粗拮抗物质含量均高于B 11菌株,且遗传性较稳定;再以G 17菌株为供试菌株,用亚硝基胍(NTG)对其进行化学诱变,结果获得抑菌活性较强的4株诱变菌株,其中BV 22菌株对西瓜枯萎病菌的抑菌活性最高,其抑菌活性比G 17和B 11菌株分别提高了36.88%和80.00%;其粗拮抗物质的含量分别提高了30.15%和62.53%。研究结果说明,用物理诱变B 11菌株后获得的诱变菌株再用化学方法进行诱变,可选育出高产拮抗物质的诱变菌株。     

球形芽胞杆菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆和表达

根据S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因核苷酸序列的保守性,利用苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)基因组中SAMS序列信息设计引物。通过PCR扩增出球形芽胞杆菌(Bacillus sphaericus)SAMS基因,插入大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pGEX-6P-1,获得重组质粒pGEX-SAM。序列分析表明,来自球形芽胞杆菌的SAMS与大肠杆菌(K02129)、枯草芽胞杆菌(U52812)、酿酒酵母(U17246)、小鼠(J05571)和人(BC018359)的SAMS基因,分别有63.9%、75.4%、58.8%、59.1%和55.7%的同源性。由于一级结构存在明显的差异,将该重组的质粒转入大肠杆菌DH5α并成功地表达了SAMS。通过亲和层析纯化出球形芽胞杆菌的SAMS,SDS-PAGE分析显示蛋白分子量为43kD。HPLC对SAMS的活性分析表明,该酶可催化ATP和蛋氨酸形成S-腺苷甲硫氨酸(SAM)。     

枯草芽孢杆菌B11基因文库的构建及与拮抗物质的生物合成相关基因的克隆

枯草芽孢杆菌菌株B 11对广泛的植物病原真菌和细菌都具有拮抗作用。以柯斯质粒pW EB∷TNC为载体构建了枯草芽孢杆菌菌株B 11的基因文库,文库含9 000个克隆。文库克隆中插入的DNA片段平均为42.1 kb,该文库含有菌株B 11基因组中任一基因的概率为99.99%。采用平板活性检测法筛选文库,筛选到1个对茄青枯假单胞菌菌株P 13具有拮抗活性的文库克隆GXN 9527,该克隆的重组质粒pGXN 9527含有50 kb的菌株B 11的DNA。文库克隆对革兰氏阴性植物病原细菌如水稻黄单胞菌水稻变种也具有拮抗活性,而对革兰氏阳性细菌如地衣芽孢杆菌和植物病原真菌如尖孢镰刀菌西瓜专化型、立枯丝核菌、水稻稻灰梨孢菌则没有拮抗活性。分别含有pGXN 9527的18、12、9、8 kb B amHⅠ片段的亚克隆对P 13均没有拮抗活性,说明编码该拮抗物质的生物合成基因很可能成簇存在。     

Changes of Morphological Parameter of Wheat Seed Pretreatment by the Biocontrol Agents Bacillus subtilis QM3 during Germination

Bacillus subtilis QM3, a potential biocontrol agent and useful plant-growth-promoting bacteria (PGRB) from yak dung in China with broad-spectrum and strong antifungal bioactivity, was studied to determine if it either stimulated or inhibited the germination of wheat seeds depending on the amount of bacteria. Germination rate (GR) and length of shoot (LS) increased at 10-fold dilution of QM3 fermentation liquid for 12 h (P < 0.05). Germination potentiality (GP) and root cap ration (RC) decreased at 100-fold dilution of QM3 for 0 h. Length of root (LR) and tips of root (TR) at day 7 remained at control levels at 0-fold dilution of fermentation liquid of QM3 for 24 h. The results obtained suggest that some plant diseases, environmental stresses (such as high salt and heavy metal contents), and difficulties in germination can be controlled or relieved by the use of QM3.