哈茨木霉发酵产木霉素的培养条件优化

采用快速有效的数学统计方法对一株枸骨内生真菌哈茨木霉生产木霉素的培养条件进行了优化。首先利用Plackett-Burrman设计在影响木霉素产量的6个因素中筛选出主效因素：葡萄糖浓度、发酵时间、接种量。在此基础上,再利用响应面分析法对以上三个显著因子的最佳水平范围进行研究,建立并分析了各因子与木霉素产量关系的回归模型。通过模型确定出最佳的试验条件：葡萄糖浓度42.8g/L,接种量1.39ml和发酵时间102.88h,该条件下木霉素的产量可达147.44mg/L。经五批培养验证,预测值与验证试验平均值接近。     

分批发酵和补料分批发酵生产木霉素的研究

为了提高木霉素的发酵产量,以哈茨木霉Trichoderma harzianum Rifai菌株LC2为生产菌,在10L发酵罐中对分批发酵和补料分批发酵工艺进行了研究。结果表明,在分批发酵工艺中,在8%接种量、4L/min通气量和200r/min搅拌转速条件下,发酵72h时木霉素产量达到最大值149.6mg/L。在间歇补料分批发酵工艺中,分6次补料,使培养基中各成分的终浓度与分批发酵相同,木霉素的发酵产量提高到182mg/L,比分批发酵提高21.7%。     

枸骨内生菌No.2的鉴定及其对黄瓜立枯病的生防作用

从枸骨植物中分离到一株对立枯丝核菌Rhizoctonia solani具有抑制作用的内生真菌(编号为No.2),借助Biolog微生物自动分析仪对该真菌进行了分类鉴定,根据菌株的生理生化和形态特征,初步确定该菌株为哈茨木霉菌Trichoderma harzianum Rifai。双重培养试验表明,该哈茨木霉菌对黄瓜立枯病菌存在竞争和寄生作用;盆栽试验测定结果表明,喷施哈茨木霉菌胞外代谢产物木霉素的1 000倍液7 d后,其对黄瓜立枯病的保护和治疗效果分别为88.89%和95.83%。施药后各处理对黄瓜的株形、叶色均未产生药害症状,表明其安全性较好。     

枸骨内生真菌抗菌代谢产物的鉴定及活性研究

对一株枸骨内生真菌哈茨木霉Trichoderma harzianum抗菌活性成分的分离、鉴定及其抗菌生物活性进行了研究。该真菌发酵液经乙酸乙酯萃取、正相硅胶和ODS-反相色谱分离纯化得到一单端孢霉烯化合物,经红外、质谱和核磁分析,鉴定为:4β-乙酰基-12,13-环氧-9-单端孢霉烯(trichodermin),这是首次从哈茨木霉菌代谢产物中分离出该化合物。Trichodermin对蕃茄早疫病和黄瓜立枯病病原菌的离体抑制活性EC50值分别为3.35和3.59 mg/L;活体测定结果表明,在 100 mg/L的剂量下对两种病的保护效果分别为97.8% 和98.1%,治疗效果为96.7%和97.3%。     

木霉菌素的光稳定性及其降解产物分析

为明确木霉菌素的光稳定性及其主要降解产物,分别采用可见光、紫外光、纳米氧化钛(TiO2)、纳米氧化钛加紫外光(TiO2-UV)催化降解等技术,测试了木霉菌素的光稳定性;并采用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)分析方法,通过与所合成的木霉菌素衍生物进行对照分析,确定了其主要降解产物,同时分析了其降解后活性降低甚至失活的原因。结果表明:可见光、紫外光和纳米TiO2单独作用时对木霉菌素的降解效果均较差,而TiO2-UV的催化降解效果较好;TiO2-UV催化降解24 h后的主要降解产物为木霉菌素衍生物木霉菌醇、12,13-二羟基木霉菌素(M-1)、(12-H,13-OH)-木霉菌素(M-2)及(12-H,13-OH)-木霉菌醇(M-3)。研究表明,木霉菌素具有很强的光稳定性,而采用TiO2-UV的方式可催化降解木霉菌素,其降解产物活性降低甚至失活可能是由于木霉菌素抑制蛋白质合成的关键基团被降解破坏所致。     

脐孢木霉菌Trichoderma brevicompactum 0248 tri5基因片段的克隆及表达分析

脐孢木霉菌Trichoderma brevicompactum能合成木霉素等单端孢霉烯类化合物,而基因tri5编码的单端孢霉二烯合酶是合成途径中的关键酶,它催化反式法呢基焦磷酸（tFPP）合成单端孢霉二烯。为分析基因tri5与木霉素合成的关系,本研究从脐孢木霉菌0248中克隆了基因tri5片段,并运用实时荧光定量PCR技术分析了基因tri5在不产木霉素培养基和产木霉素培养基中的差异表达。在相同培养时间下,基因脚在不同产木霉素状态间的表达量差异显著;在培养96h时基因tri5在2种培养基中均达到最大值,基因tri5在产木霉素状态下的表达量是不产木霉素状态下的107．18倍。通过检测产木霉素培养基中基因tr／5表达量与木霉素含量的变化,结果显示木霉素的含量随着基因tr／5表达量的增加而不断增加,在培养96h时达到最大值118．71mg·L-1,推测基因tri5表达量与木霉素合成相关。该研究为基因tri5功能的进一步研究和对脐孢木霉菌0248进行基因工程菌改造奠定了理论基础。     

紫杉木霉突变株UL60-11产木霉菌素的发酵条件优化

为了提高紫杉木霉Trichoderma taxi ZJUF0986突变株UL60-11木霉菌素的产量,采用单因素试验筛选出菌株UL60-11生长及产素的最佳碳氮源为葡萄糖、淀粉、蛋白胨、酵母粉、酒石酸铵;通过均匀设计与正交试验相结合优化出最佳培养基配方：葡萄糖23g、淀粉15g、蛋白胨5g、酵母粉3g、酒石酸铵2g、硫酸镁0.25g、磷酸二氢钾1.0g、氯化钠0.2g、硝酸钙0.4g。在最适工艺条件：初始pH4.0、温度25℃、种龄48h、10%接种量1、00ml/500ml的装液量和150r/min下摇瓶发酵试验,木霉菌素产量达到632.16μg/ml,比优化前提高32%。