红曲菌转化系统的研究进展

红曲菌是重要的工业微生物,具有广阔的研究应用前景。综述了近年来红曲菌遗传转化体系的研究进展,并指明了红曲菌转化系统的研究方向。     

以吡啶硫胺素抗性基因为选择标记的红曲菌原生质体转化研究

[目的]以吡啶硫胺素抗性基因(Pyrithiamine Resistance Gene,ptrA)为选择标记基因,对红曲菌原生质体转化体系进行研究,以期为红曲菌基因功能的研究奠定基础。[方法]采用PEG-CaCl2介导的原生质体转化法,将含有吡啶硫胺素抗性基因(ptrA)的pPTRⅡ质粒转入橙红色红曲菌AS3.4384原生质体中,随机挑选5个转化子,通过PCR方法和Southern杂交对转化结果进行检测,验证pPTRII质粒是否整合到转化子染色体DNA中。[结果]pPTRⅡ质粒转入红曲菌AS3.4384原生质体中的转化率为20～24个/μg,PCR检测结果显示,基因组DNA中有吡啶硫胺素抗性基因的存在,Southern杂交分析发现,ptrA基因随机整合到了转化子的染色体上,该结果表明ptrA基因可用作红曲菌转化的选择标记。[结论]该研究是吡啶硫胺素抗性基因在红曲菌中的首次转化研究,试验结果为红曲菌的基因功能研究奠定了基础。     

红曲霉代谢产物及其调控方法的研究进展

系统介绍了红曲霉(Monascus spp.)及其主要代谢产物的性质和调控红曲霉代谢产物的方法,提出了物理场辅助发酵法具有选择性好、周期短、应用潜力大的特点,将有望成为调控红曲霉代谢的一项重要的手段。     

橙色红曲菌pyrG缺陷株的筛选及鉴定

[目的]筛选和鉴定橙色红曲菌pyrG缺陷株。[方法]以橙色红曲菌AS3.4384（Monascus aurantiacus）为出发菌株,运用紫外照射致基因突变,随后对尿嘧啶依赖型菌株的pyrG基因进行测序比对,筛选pyrG基因突变株,最后用含有米曲霉pyrG基因的pAOP互补质粒对其进行基因转化试验。[结果]经紫外诱变得到一株尿嘧啶依赖型的5-FOA抗性菌株UM28。扩增其pyrG基因并进行测序,发现UM28的pyrG基因在核苷酸序列＋220bp的位置发生了突变,进而导致氨基酸水平上Pro→Ser的突变,造成了乳清苷-5’-磷酸脱羧酶的失活。UM28通过基因转化能够接受含有米曲霉pyrG基因的互补质粒恢复野生表型,且回复突变率低于10-8,能够用于红曲菌同源转化系统的构建。[结论]获得了一株红曲菌pyrG基因缺陷株UM28,它可被用作基因工程的受体菌。     

水稻T-DNA插入突变体库筛选及其突变特征研究

采用水培方法大规模苗期筛选水稻T-DNA插入突变体库,以苗期表观症状为参考指标,从2 173个T1代家系中共筛选分离出表型突变家系145个。突变体类型分为4类,即氮营养缺陷型突变型、白化苗型、黄化苗型、植株矮小型。     

红曲菌氨肽酶产酶条件的优化

通过单因子筛选试验和正交试验对红曲菌产氨肽酶的液体发酵培养基进行优化,结果表明,最佳液体发酵培养基组成为90.0g/L蛋白胨、25.0g/L可溶性淀粉、0.5g/L硫酸镁。稳定性试验验证证明,以最佳培养基发酵,氨肽酶酶活力高,平均酶活力为376.9U/mL。     

分散红3B及其代谢产物对土壤过氧化氢酶活性的影响

采用室内试验方法研究了分散红3B及其代谢产物对土壤过氧化氢酶活性的影响.结果表明,分散红3B浓度不同对土壤过氧化氢酶活性的影响也不同,浓度越高影响越强.在浓度为1、10、40、80 μg·g-1时,其影响过程为先激活、后恢复稳定,在试验初期,浓度越低激活作用越强,随着时间的推移,各浓度均达到最大激活作用,且浓度越高激活作用越强.分散红3B的光解产物对土壤过氧化氢酶活性的影响要大于分散红3B原药,随着光照时间的延长,分散红3B光解产物对土壤过氧化氢酶活性的影响减弱,即对供试土壤生态环境影响减弱.     

分散红3B及其代谢产物对土壤过氧化氢酶活性的影响

采用室内试验方法研究了分散红3B及其代谢产物对土壤过氧化氢酶活性的影响。结果表明,分散红3B浓度不同对土壤过氧化氢酶活性的影响也不同,浓度越高影响越强。在浓度为1、10、40、80μg.g-1时,其影响过程为先激活、后恢复稳定,在试验初期,浓度越低激活作用越强,随着时间的推移,各浓度均达到最大激活作用,且浓度越高激活作用越强。分散红3B的光解产物对土壤过氧化氢酶活性的影响要大于分散红3B原药,随着光照时间的延长,分散红3B光解产物对土壤过氧化氢酶活性的影响减弱,即对供试土壤生态环境影响减弱。     

红曲菌产毒相关基因的克隆及序列分析

通过分子生物学软件,从产桔霉素相关的红曲菌cDNA消减文库中找出20个与桔霉素合成相关的差异序列,并用BLAST软件对这些序列进行同源比对,分析其功能.将消减文库中PS基因进行5'RACE后电子拼接获得的全长cDNA,再与其基因组DNA进行对比,从而获得完整基因结构并做特性分析,为筛选红曲菌中产桔霉素基因提供理论依据.     

红曲菌GABA高产菌株的筛选及培养基的研究

[目的]筛选出高产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的红曲菌菌株,并研究其最佳发酵条件。[方法]通过液态发酵,从实验室保藏的23株红曲菌菌株中筛选出GABA产量较高的菌株,研究不同碳源、氮源及Ca2+、Mn2+、乙醇等其他添加成分对其产GABA的影响,并利用正交试验优化发酵培养基的组成。[结果]筛选出GABA产量较高的菌株M-4,发现葡萄糖和谷氨酸单钠盐有利于GABA的产生,且当培养基组成为大米粉3%、葡萄糖4%、谷氨酸单钠盐2%、KH2PO40.15%、MgSO4.7H2O 0.10%时,M-4的GABA产量达474 mg/L,为优化前的4.6倍。[结论]该研究可为开发富含GABA的红曲保健品提供参考。     

农杆菌介导小麦遗传转化影响因素的研究

选用河南科技学院近年来选育的小麦品种百农160的成熟胚愈伤组织和农杆菌菌株LBA4404,对农杆菌介导遗传转化中农杆菌浓度、感染时间、乙酰丁香酮浓度、头孢霉素质量浓度等几个重要影响因素进行了研究,建立小麦高效转化体系.结果表明.菌液OD<,600>=0.6,侵染时间30min时对愈伤组织的生存和转化最有利;浓度为200...     

根癌农杆菌介导获得转基因西瓜植株

利用包含双元载体pBI121的农杆菌LBA4404转化西瓜子叶外植体,获得转基因西瓜植株。结果表明:转化受体材料西瓜品种早花、克伦生、黑美人母本F23的分化效率没有明显差别;外植体浸染菌液10 min的处理较为合适;125 mg/L卡那霉素和300 mg/L羧苄青霉素适合于外植体筛选培养。通过PCR检测获得了3株转基因植株,转化效率为1.5%,其中只有2株整合了gus报告基因。Southern杂交和gus染色检测证明2株的基因组中整合了外源基因,报告基因在植株T0-1-3后代呈现3∶1分离。     

根癌农杆菌介导反义PG基因对桃的遗传转化

以白粉桃茎段为材料,通过根癌农杆菌介导用反义多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因对桃进行了遗传转化.将预培养3d的受体材料经根癌农杆菌菌液(D600=0.4)浸染10min后共培养60h,转移至分化培养基MS+1.0mg·L-16-BA+0.5mg·L-1NAA+50mg·L-1卡那霉素+250mg·L-1头孢氨苄青霉素上诱导产生不定芽,将抗卡那霉素的不定芽先后在含有50mg·L-1卡那霉素的生长、增殖和生根培养基上继续选择,获得了完整植株,经PCR检测初步证明反义PG基因已导入桃中.     

红曲霉液体深层发酵生产红曲色素条件的研究

[目的]确定红曲霉产生红曲色素最适宜的培养基配方和培养条件.[方法]采用改变单一变量的方法,测定红色素色价的变化规律,确定红曲霉产生红色素最适宜的培养基配方和培养条件.[结果]试验确定了红曲霉产生红色素最适宜的培养基配方为：葡萄糖5％,酵母粉2％,CaCO30.2％,NaCl0.1％,MgSO4·7H2O 0.1％,KH2PO40.2％,吐温200.05％;最适宜的培养条件为：pH 6.0,装液量为60 ml/250 ml三角瓶中接种10％ （1/6）种龄为72 h的液体种子,30 ℃恒温摇床上振荡培养,转速为180 r/min,发酵6d,红曲色素色价可达19.2 U/ml.[结论]该试验可为工业上大规模生产红曲红色素提供理论依据.     

REMI介导红曲霉遗传转化条件的优化

为了构建限制性内切酶介导的整合(REMI)技术介导的红曲霉(Monascus anka)遗传转化系统,以潮霉素B作为抗性筛选标记,pBC-Hygro、pCB1003、pAN7-1作为转化质粒,采用REMI技术转化红曲霉.结果表明,用REMI技术介导红曲霉转化时,质粒pBC-Hygro和pCB1003适合于红曲霉的转化.环状质粒与线性质粒的转化率无显著差别;在用REMI技术介导转化时添加酶切缓冲液不利于转化;原生质体浓度为1×107～1×108个/mL时,每微克质粒可获得的潮霉素B抗性转化子为2 800～3 200个;HindⅢ介导转化时的最佳酶用量为105～120 U;在质粒用量为8μg/100 μL时转化率最高.     

农杆菌介导尖孢镰刀菌西瓜专化型转化体系的建立及突变体筛选

以尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)FO-11-06菌株为受体,采用农杆菌介导的遗传转化方法,实现了农杆菌AGL1(含pATMT1)介导的西瓜枯萎病菌的转化,并研究了转化介质和pH值对转化效率的影响。结果表明:在25℃下,采用乙酰丁香酮(AS)浓度为200μmol/L、农杆菌OD600=0.15、尖孢镰刀菌分生孢子含量为1×106个/mL、pH值为5.1～5.8时可实现T-DNA的插入转化。当转化体系pH值为5.3时,转化效率最高,达到每106个分生孢子产生553个转化子。不同共转化介质对转化效率影响明显,玻璃纸和硝酸纤维素滤膜转化效率较高,每106个分生孢子获得551个和549个转化子,显著高于滤纸。通过转化,获得尖孢镰刀菌西瓜专化型转化子1 989个,对生长速度、菌落颜色和产孢量等性状进行分析,发现有46个性状特异的突变体。研究结果为进一步研究尖孢镰刀菌西瓜专化型的生长发育、致病机制和相关基因的功能奠定了基础。     

微量营养源对红曲霉产洛伐他汀开闭环组分的影响

采用HPLC法测定红曲霉液态发酵培养合成开环的酸型莫纳可林K(Monacolin K)及闭环的内酯型洛伐他汀(Lovastatin)的含量,研究生长因子、前体物质和金属离子等微量营养源对红曲霉液态发酵产洛伐他汀开闭环组分的影响。结果表明:红曲霉液态发酵中,添加烟酸、乙酸钠和硫酸锌等微量营养源能促进Monacolin K及Lovastatin的合成,并提高Monacoling K的比例;当烟酸、乙酸钠和硫酸锌的添加量分别为:0.01%、0.15%和0.15%时,产生的开环Monacolin K的比例占79%,开闭环洛伐他汀总质量浓度为57.138mg·L-1。     

红曲霉研究现状及展望（英文）

红曲霉在我国有着悠久的应用历史,近些年人们对红曲霉产生的有效生理活性物质进行了深入的研究。该文介绍了红曲霉的菌种的分类、红曲霉的培养特征和生理生化特征、红曲霉初级代谢产物和次级代谢产物及红曲霉研究展望和发展前景进行了综述。为进一步开发红曲保健食品市场提供一定的理论指导。     

根癌农杆菌法转化康乃馨的条件探索

[目的]为构建高效的康乃馨遗传转化体系奠定基础。[方法]以康乃馨叶片为受体材料,通过抗G418筛选,探讨预培养时间、根癌农杆菌菌液浓度、共培养时间等因素对根癌农杆菌介导康乃馨遗传转化的影响。[结果]20 mg/ml G418是康乃馨叶片转化的适宜浓度。随着预培养时间的增加,康乃馨叶片的存活率降低,预培养2~3 d时抗性芽分化率较高。当根癌农杆菌OD600为0.5~0.8时,抗性芽分化率较高,适合康乃馨转化。共培养2~3 d时,康乃馨叶片生长状态好,抗性芽分化率最高。[结论]预培养、共培养各2~3 d,菌液浓度OD600为0.5~0.8是根癌农杆菌介导康乃馨遗传转化的适宜条件。