基于~(60)Co-γ射线辐照的木糖乙醇发酵差异性突变菌株筛选及其发酵特性

本研究利用60Co-γ辐射源对树干毕赤酵母CICC1960进行辐照诱变,获取木糖乙醇发酵优良菌株和差异性突变菌株群体,为进一步利用比较基因组学方法深入研究木糖乙醇代谢机制提供菌种材料。经筛选获得7株木糖乙醇转化差异性突变菌株,以乙醇木糖比为指标,可将各突变菌株的发酵能力由高到低排列为:a1、X4、i11、K2、X21、CICC1960、a11、c10,乙醇木糖比均值分别为0.3143、0.3037;0.2911、0.2678、0.2578、0.2311、0.2230、0.1220。其中菌株a1、X4、i11为优良菌株,菌株a1在发酵72h时乙醇产量达到顶峰15.6 g·L-1,高出出发菌株140%,乙醇木糖比高出出发菌株37.9%;菌株X4在发酵60h时乙醇产量达到顶峰15.4 g·L-1,高出出发菌株234.8%,乙醇木糖比高出出发菌株33.1%;菌株i11在发酵60h时乙醇产量达到顶峰14.8 g·L-1,高出出发菌株221.7%,乙醇木糖比高出出发菌株29%。     

外源NO对镉胁迫下长春花质膜过氧化ATP酶活性及光合特性的影响

为了解镉胁迫下外源NO对地被植物生理响应的调控机制,采用盆栽试验研究了外源NO（SNP）对镉胁迫下长春花幼苗生长、活性氧代谢、质膜ATP酶活性及光合特性的影响。结果表明,外施100μmol·L^-1SNP能缓解25mg·kg一镉胁迫对长春花幼苗生长的抑制,增加叶长、叶宽、株高、基径和生物量。与镉胁迫相比,施用SNP能够降低叶片和根系中丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量和过氧根离子自由基（O2^-·）产生速率,提高过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性及还原型谷胱甘肽（GSH）含量。SNP能显著缓解镉胁迫对叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和总叶绿素的抑制,提高叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和气孔限制值（Ls）,降低胞间CO2浓度（G）和瞬时光能利用效率（LUE）。同时,外源NO能诱导叶片和根系中质膜H＋-ATPase和Ca2＋-ATPase活性提升到正常水平（对照）。但外施100μmol·L-1 NO分解产物NaNOx或SNP相似物Na3Fe（CN）6对镉胁迫则无明显缓解作用。因此,外源NO可通过提高活性氧清除能力,增加叶绿素含量,增强质膜ATP酶活性,从而提高叶肉细胞光合能力,加强离子跨膜运输和信号转导,缓解镉胁迫对细胞质膜的损伤。     

铜对大球盖菇抗氧化系统的影响

为了了解大球盖菇对铜胁迫的耐受和应答,进一步研究铜对大球盖菇的毒害机理及避免大球盖菇铜污染提供参考,通过液体培养试验研究了不同浓度铜（Cu）（0、50、100、200、400μmol.L-1）对大球盖菇可溶性糖、脯氨酸含量影响和过氧化物酶、过氧化氢酶活性影响。结果表明,随着基质Cu2＋浓度增加,菌丝体内的可溶性总糖和脯氨酸含量显著降低,当Cu2＋浓度达到400μmol.L-1时,其含量分别下降至对照组的24.03%和33.91%。过氧化物酶和过氧化氢酶活性呈先增加、后降低趋势,活性最大时的铜离子浓度分别是200μmol.L-1和100μmol.L-1。大球盖菇在铜胁迫下可溶性糖和脯氨酸含量没有像高等植物那样随铜浓度升高而先升高后下降的现象,过氧化物酶和过氧化氢酶活性的变化趋势与植物相同,但活性最高对应的铜浓度比植物偏低,二者说明大球盖菇对铜胁迫敏感,在栽培时应注意环境及基质的铜污染程度不能高于100μmol.L-1。     

水分胁迫对春小麦陇春27号光合参数和渗透调节物质的影响

为明确水分胁迫下春小麦的抗旱机制,模拟半干旱与干旱条件下春小麦的生存机理,采用盆栽法进行了中度和重度水分胁迫下春小麦旗叶光合参数和渗透调节物质含量变化的研究.结果表明,土壤持水量从80％、60％至40％,春小麦陇春27号旗叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率逐渐降低,可溶性糖和酸性转化酶活性呈先增后减趋势,脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性逐渐增强.60％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性显著高于80％与40％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性,可溶性蛋白含量显著低于40％和80％的可溶性蛋白含量,40％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性显著高于60％和80％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性.说明春小麦陇春27号旗叶对水分胁迫十分敏感,中度或重度水分胁迫下光合速率下降是气孔因素与非气孔因素综合作用结果,中度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量下降引起而非光合原料缺乏所致,而重度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量降低和光合原料缺乏所致,可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性升高是春小麦陇春27号抵御半干旱和干旱胁迫的主要机制.     

干旱胁迫下甜玉米对施氮的生长生理响应

为揭示氮元素对干旱胁迫下甜玉米的影响机制,以甜玉米为试验材料,分析了不同土壤水分条件(田间持水量为50％、65％、80％)下施氮对甜玉米生长生理的影响.结果表明:施加0.3‰尿素能有效改善轻度干旱胁迫(65％田间持水量)下甜玉米的生长状况,且脯氨酸与可溶性糖含量增加,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物...     

镉和苯并[a]芘胁迫对小麦幼苗生理指标的影响

采用水培方法研究了镉（Cd）和苯并[a1芘（BaP）污染对小麦幼苗生理指标的影响。营养液中镉和苯并[a]芘的浓度分别为10mg·L^-0和54mg·L^-0。结果表明：与对照组相比,各胁迫组小麦生物量下降,株高降低,复合胁迫组地上及地下干重分别下降13．1％和49．8％,株高增长最低;各组超氧化物歧化酶（SOD）活性呈现升高-降低-升高趋势,且低于对照,过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（cAT）活性先升高再降低,复合胁迫组POD活性最高,CAT活性最低。镉、苯并[a]芘及其复合胁迫下,小麦幼苗的生长受到了一定抑制,且以复合胁迫最为显著。镉、苯并[a]芘联合作用的结果表现为协同促进作用。     

外源油菜素内酯对番茄铜胁迫的缓解效应

采用营养液水培的方法,以改良毛粉802F1 番茄为材料,研究外源2,4表油菜素内酯（2,4EBR,简称EBR）对铜胁迫下番茄抗氧化酶系统及生长发育的影响。结果表明:与铜胁迫处理相比,外源EBR处理能显著激活铜胁迫下抗氧化酶系统［过氧化物酶（POD）、超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）］和根系活力,使丙二醛含量明显降低,叶绿素含量和生物量显著升高;铜胁迫显著提高了番茄铜含量（尤其是根系）,而外施EBR能够显著降低铜胁迫下番茄叶片和根系铜的含量,提高带有相同电荷的竞争性离子Fe、Zn、Mn含量,利于养分平衡,维持番茄正常的生长代谢。     

硅对盐胁迫下黄瓜根系线粒体呼吸作用及脂质过氧化的影响

以黄瓜根系离体线粒体为研究对象,观察了盐胁迫对线粒体辅酶Q10(CoQ.10)、脂质过氧化物(LPO)、过氧化氢(H2O2)含量和线粒体呼吸功能及其有关酶的影响,以及盐胁迫下添加外源Si后这些指标的变化。试验设对照(CK)、盐胁迫(NaCl)、和盐胁迫加硅(NaCl+Si)。结果表明,盐胁迫下线粒体H2O2和丙二醛(MDA)的含量显著增加,线粒体膜流动性降低,CoQ10含量下降,与能量代谢相关的ATP酶及呼吸酶细胞色素c氧化酶(CCO)显著下降,引起线粒体膜损伤。加入外源Si后,线粒体H2O2和MDA的含量降低,膜流动性增加,CoQ10含量、ATP酶及细胞色素c氧化酶活力增加。表明Si可能通过促进线粒体ATPase与CCO活性的恢复,CoQ10含量的增加及减少氧自由基的损害而对线粒体产生保护作用,提高线粒体的氧化磷酸化及能量代谢,从而提高线粒体的呼吸作用。     

外源24-表油菜素内酯对逆境胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨不同胁迫对玉米种子生物化学特性的影响,采用不同浓度的24-表油菜素内酯(EBR)处理玉米种子,研究Na Cl和低温(15℃)胁迫下,外源EBR对玉米幼苗电解质外渗率(REC)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脯氨酸、可溶性糖和各生长指标的影响。结果表明,在180 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫下,0.050 mg·L~(-1)EBR可以显著缓解Na Cl的胁迫伤害,使玉米种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数显著提高,盐害指数降低;幼苗株高、根长、植株鲜重、相对含水量、根冠比也显著提高;抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性相应增加,脯氨酸和可溶性糖含量也相应提高,MDA含量和相对电导率降低。低温(15℃)胁迫下,与正常温度(25℃)相比,0.001~1.000 mg·L~(-1)范围内,EBR对提高玉米株高、根长、单株干鲜重、发芽率均有促进作用,0.100 mg·L~(-1)作用效果最好,对提高发芽势有一定促进作用,但无明显的规律性。由此可知,一定浓度的EBR浸种能缓解盐和低温对玉米的胁迫损伤,其作用机制可能是EBR可以激活细胞合成自由基清除酶的能力,且酶类物质通过相互协调作用减轻胁迫伤害。本研究为玉米的抗逆性研究提供一定的理论依据。     

羊草对盐碱胁迫的生理生化响应特征

研究羊草对盐碱胁迫生理响应特征,旨在找出羊草耐盐碱范围及其对盐碱地改良的应用潜力。通过模拟5组不同盐碱梯度土壤胁迫试验(p H值为7.61、8.05、8.33、8.73、9.37,电导率为0.109、0.301、0.437、0.486、0.591 m S/cm),研究了羊草体内离子含量和运输能力、有机小分子渗透调节和保护酶活性变化。结果表明,盐碱胁迫由低到高,超氧化物歧化酶和甜菜碱在中度盐碱胁迫(p H值8.33,电导率0.437 m S/cm)积累最多,其他测定的耐盐碱物质,钠离子、脯氨酸、丙二醛、有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸)、过氧化物酶、过氧化氢酶、可溶性总糖、可溶性蛋白均呈直线增加。在盐碱胁迫条件下,羊草叶片中积累的钾离子、甜菜碱、有机酸、可溶性蛋白高于根茎,而脯氨酸、丙二醛、保护酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)、可溶性总糖叶片中含量低于根茎。根茎大量积累保护酶、脯氨酸及丙二醛有助于防止盐碱环境下根茎中膜过氧化,并保持根茎正常的渗透调节能力,从而有利于将K+等养分运送到叶片。在盐碱胁迫下,羊草叶片主要积累甜菜碱和有机酸进行渗透调节。该试验结果表明,羊草根茎和叶片在不同盐碱胁迫条件下各耐盐碱生理指标均产生一系列适应性反应,使其在盐碱环境正常生长,进而降低土壤盐碱性。该研究可为耐盐碱饲草选育及根茎型禾草改良盐碱化草地提供理论和实践依据。     

E.coli谷氨酸脱羧酶高产菌株选育及发酵条件研究

以普通大肠杆菌(E. coli)为出发菌株,以L-谷氨酸、溴甲酚绿(pH3.8~5.4)为筛选及指示剂,经亚硝基胍(NTG)、UV诱变处理,得到了L-谷氨酸脱羧酶活性变异菌株,其L-谷氨酸脱羧酶（GAD）活性大幅度提高,比出发菌株酶活性提高了2.22倍。优化实验显示：pH值、发酵时间、诱导剂L-谷氨酸、硫酸镁对GAD产酶有较大影响。通过对产酶发酵培养基中几种成份单因素变动及正交优化实验,对该菌株产GAD的诱导剂L-谷氨酸、营养要求和发酵条件进行了研究,优化后的发酵培养基组成为牛肉膏5 g/L,蛋白胨10 g/L,氯化钠3 g/L,L-谷氨酸0.5 g/L,葡萄糖1.5 g/L,磷酸二氢钾2 g/L,硫酸镁0.7 g/L。发酵条件是：pH6.8,接种菌龄20h,发酵时间20h。在优化条件下突变菌株GAD活性可达6790.7U,是出发菌株的2.76倍。     

Soybean (Glycine max) Extracts Impact on Plant and Soil Biology

The aim of the present investigation was to determine the phytotoxic effect of aqueous extract from fresh and oven-dried leaves and roots of soybean plants on maize growth and on rhizosphere soil. The extract prepared from fresh leaves of drought-stressed soybean plants significantly increased the accumulation of proline, soluble sugar, and endogenous abscisic acid (ABA) content of maize-treated plants. Increase in antioxidant activity like superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), and endogenous ABA was recorded in treated plants. The soybean leaf extracts prepared from drought-stressed plants significantly decreased the soil pH and electrical conductivity (EC) of maize cultivated soil. The soybean drought-stressed leaf extracts prepared plants were found more effective in modulating the physiology of maize, indicating the higher allelopathic potential of soybean.     

不同糖质原料和菌株固态发酵制取乙醇的特性比较

利用固态发酵技术直接将糖质原料转化为乙醇,过程简单且糖利用率高,已经成为近年来的一个研发热点。为寻求最适原料及菌种,该文对不同原料和菌株进行固态发酵产乙醇特性进行了比较研究:2种菌株为实验室自行筛选酵母菌株TSH和市场上常见的安琪酿酒酵母菌株AGL;3种糖料作物为甘蔗、甜菜和甜高粱。结果表明,无论对于TSH或者AGL,投入相同质量的原料,由于可发酵总糖初始含量的不同,最终乙醇产量最高为甜菜,甜高粱次之,甘蔗最低。为消除原料初始糖含量不同造成的影响,该文比较了消耗单位质量糖分所生成的乙醇质量,发现对于2种菌株甜高粱都具有最高的乙醇/糖转化率,说明甜高粱茎秆中糖分用于生成乙醇的比率较多,而用于维持酵母菌自身生长繁殖及副产物生成的糖分较少。比较2菌株的发酵能力,对于甜高粱TSH表现出较为明显的发酵优势:发酵周期比AGL缩短了近6h,且乙醇/糖转化率略高于AGL;而对于甘蔗和甜菜原料,TSH的乙醇产率与AGL相差不大;说明自行筛选的TSH菌种对多种糖料发酵底物具有广泛适用性,具有良好的工业应用前景。该文对利用糖质原料固态发酵生产燃料乙醇工艺的工业化实现及改进具有一定的借鉴意义。     

Analysis of major phospholipid species and ergosterol in fermenting industrial yeast strains using atmospheric pressure ionization ion-trap mass spectrometry

Knowledge of the individual lipid species that are associated with ethanol tolerance in Saccharomyces cerevisiae is necessary to understand potential mechanisms of how this organism uses these molecules to mitigate the toxic effects of ethanol. Three industrial yeast strains with varying degrees of ethanol tolerance were examined utilizing normal phase high-performance liquid chromatography and atmospheric pressure ionization-ion-trap mass spectrometry methods to quantitatively determine phospholipid and ergosterol levels at numerous fermentation time points. Both high and low Brix fermentations were performed to assess the sugar utilization capabilities of the strains. The results indicated that the strain with the most robust fermentation characteristics had the highest phosphatidylinositol levels and lowest phosphatidylcholine levels. Examination of the phospholipid structural data from tandem MS experiments indicated that the levels of several phospholipid species were unique to the slowest fermenting strain. The relation of ergosterol and other phospholipids to ethanol tolerance is also discussed.     

Auswirkungen von Cu,Cd und Atrazin auf den Stoffwechsel der einzelligen Grünalge Scenedesmus subspicatus

Influence of Cu, Cd and atrazine on the metabolism of the unicellular green alga Scenedesmus subspicatus The effect of Cu, Cd and atrazine on biomass and cell number was studied in 24h old cell cultures of untreated Scenedesmus subspicatus. Furthermore, the effect of some enzymes of the N-metabolism, on peroxidase and protein content was investigated in long term experiments in which the Scenedesmus strains were adapted to high concentrations of Cu, Cd and atrazine.

• In the 24h experiments, atrazine was more toxic than copper according to biomass production and cell number.
• The determination of the enzyme activities from the adapted strains showed positive and negative effects on enzymes of the N-metabolism. Under high copper concentrations, nitrate reductase activity in the copper strain was reduced and nitrite reductase significantly increased. The effects on the activity of the other enzymes of the copper strain were not significant. The protein content, however, was significantly decreased. Cd and atrazine had no significant effects on the activities of nitrate and nitrite reductase and glutamine synthetase or on protein content. Only the glutamate dehydrogenase showed a significant increase in activity under high concentrations of atrazine.
• All substances tested increased the activity of peroxidase, but only the effect of Cd was significant.
• All adapted strains secreted nitrite into the culture medium. The secretion was significantly increased under the influence of copper.

     

玉溪醇化烟叶表面细菌酶制剂对烟叶中淀粉和纤维素的降解作用

合理降解烤后烟叶中的淀粉和纤维素含量已成为提高烟叶质量的关键工艺之一。本研究对分离自烤烟叶面的产淀粉酶细菌菌株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens A1)和产纤维素酶细菌菌株短小芽孢杆菌(B.pumilus C1)进行发酵培养,提取粗酶液,检测酶活性并应用于初烤烟叶上。通过设计不同酶量、作用时间、相对湿度和温度的方法考察这两种酶制剂对烟叶(Nicotiana tabacum K326)中淀粉和纤维素的降解效果。结果表明,菌株A1主要产α-淀粉酶,酶活力为7×105U/mL,菌株C1以产内切酶为主,酶活力为6×103U/mL;在温度40℃、湿度70%条件下作用96h,用菌株A1所产淀粉酶制剂4×107U/kg处理后的烟叶总糖增加率为12.78%,还原糖增加率为12.03%,菌株C1所产纤维素酶制剂4×105U/kg处理后的烟叶总糖增加率为13.87%,还原糖增加率为18.07%。研究结果提示,利用从烟叶表面分离的产酶菌株进行发酵生产的酶制剂可降解初烤烟叶中淀粉和纤维素,提高还原糖含量,可望在烟叶加工过程中得到应用。     

水稻弹性秧和半水秧某些生理特性比较研究初报

比较了两个水稻品种弹性秧和半水秧秧苗的一些生理特性。结果表明,两个品种弹性秧的根系活力、ATP 酶活性和叶绿素含量均高于半水秧;而秧苗膜相对透性、生长量、总糖含量和过氧化物酶活性则相反,弹性秧低于半水秧;但四种不同秧龄的秧苗移栽后,均表现为弹性秧的根系活力、生长量和 ATP 酶活性高于半水秧。     

牛粪堆肥中高效菌株的筛选与应用效果

为了探索牛粪快速腐熟原理及方法,以糖、淀粉、蛋白质、纤维素、油脂培养基为筛选培养基,以菌株增殖倍数、菌株性能等为筛选条件,从牛粪常温堆肥中筛选不同原料高效功能菌,并组成功能菌剂;以不同原料菌及单菌株发酵试验对发酵机制进行研究。结果表明,芽孢杆菌、假单胞菌、木霉及曲霉等为重要功能菌,组成功能菌剂发酵升温快,进入高温期仅需4 d,发酵腐熟时间可缩短至19~20 d;发酵及升温效果依次为糖原料功能菌淀粉原料功能菌蛋白质原料功能菌纤维素原料功能菌;芽孢杆菌、假单胞菌、木霉、曲霉利用糖、淀粉、蛋白质及纤维素能力强,升温及腐熟效果好。各菌株充分利用基质各成分,紧密协同生长及代谢,迅速进入高温期,是堆肥快速发酵及腐熟的主要作用机制。     

米根霉丙烯醇抗性突变株的筛选及其发酵特性

本研究利用亚硝基胍(NTG)对米根霉As3.3462进行诱变,在含丙烯醇的YPD选择培养基上筛选获得11株ADH活力降低的突变株,其中mut-2突变株发酵液中乙醇含量比原始菌株降低35.2%,而乳酸含量提高了79.6%。对原始菌株和mut-2突变菌株在发酵过程中ADH与LDH活力变化分析表明,突变菌株的最大ADH活力比原始菌株降低了60.6%,而LDH活力与原始菌株相比略有提高。研究结果还表明,mut-2突变菌株与出发菌株相比,其生物量和对还原糖的利用速率均比原始菌株提高。     

产黄纤维单胞菌CR-14菌株诱变选育及发酵条件优化

为提高产黄纤维单胞菌CR-14纤维素酶活力,对菌株进行亚硝酸、紫外线及复合诱变处理,筛选产纤维素酶活较高的突变株,并对其发酵条件进行优化。结果表明,经亚硝酸和紫外线复合诱变得到一株产纤维素酶活较高的菌株Y-UA-18,其酶活力为10.57 U,为原菌株产酶活力的1.67倍。通过正交试验得到菌株Y-UA-18产酶最佳培养基为:秸秆粉1.0%、复合氮源0.6%、KH2PO40.1%、Mg SO40.1%、Na Cl 0.08%;最佳培养条件为:初始p H值7.0、培养温度30℃、发酵时间3 d。通气量对菌株Y-UA-18产酶影响不明显,但在厌氧条件下发酵液酶活显著降低,0.1%TW-80对菌株Y-UA-18的产酶没有影响。