气单胞菌属低温淀粉酶基因改造与原核表达

【目的】获取低温淀粉酶基因,分析其相关功能,为工业生产上的应用提供参考。【方法】以气单胞菌(Aeromonas)LA77为出发菌株克隆低温α-淀粉酶基因,以BL-21(DE3)为宿主菌进行克隆。分析其它已知气单胞菌属低温α-淀粉酶基因同源性,设计特异引物,PCR扩增获得C13片段,将其克隆到pMAL-2X,转化到BL-21(DE3)中,筛选蓝白斑,验证PCR及EcoRⅠ和HindⅢ的双酶切,获得高效表达生物工程菌株pMAL-2X-C13。设计定点突变引物,以pMAL-2X-C13为模板,获得低温淀粉酶基因突变株三株C19、C29、C43。【结果】表达蛋白的分子大小为114kD,突变菌株C19蛋白表达量均高于pMAL-2X-C13。【结论】低温淀粉酶基因突变株C19比原始菌株pMAL-2X-C13淀粉酶基因蛋白表达量更高。

基于非靶向代谢组学分析两种酵母培养物的成分差异

【目的】比较两种酵母培养物及其代谢成分的差异,为指导酵母培养物的生产及应用提供参考。【方法】材料为1种自研酵母培养物与达农威益康XP酵母培养物,利用非靶标代谢组学UHPLC-QTOF-MS技术,分析比较二者代谢产物成分及差异。【结果】(1)在二级类别注释下,正、负离子模式分别注释到614、497个化合物,主要代谢类别为有机酸,核苷、核苷酸及其衍生物,氨基酸及其衍生物,两种酵母培养物均无特有代谢成分,只在含量上有显著(P<0.05)差异。(2)共237个差异代谢物在正离子模式检出,176个显著(P<0.05)上调表达,61个显著(P<0.05)下调表达;136个差异代谢物在负离子模式检出,64个显著(P<0.05)上调表达,72个显著(P<0.05)下调表达。(3)差异代谢物的KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析主要集中在丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸等代谢通路。【结论】自研酵母培养物与达农威益康XP的代谢产物含量存在显著差异,但其发酵原料及工艺更简便,并含有多种具药理、生理作用的代谢成分,有潜在应用价值。

新疆不同民族传统谷物发酵饮料中乳酸菌分离鉴定及发酵性能比较

为分析新疆不同民族传统谷物发酵饮料中乳酸菌多样性及其发酵性能,采用乳酸菌选择性培养基从伊犁地区具有典型代表的传统自然发酵谷物饮料—玛格孜木与波杂中分离乳酸菌,利用形态学观察和分子生物学技术对分离菌株进行鉴定。通过比较筛选菌株的生长特性、产酸、耐酸、溶血性、抑菌能力、抗氧化活性及降解生淀粉和熟淀粉性能及产香能力评价其发酵性能。结果表明,波杂中乳酸菌多样性高于玛格孜木,前者分离出5个属5株菌,后者分离出2个属7株菌。波杂来源的乳酸菌在生长速度、产酸能力、对肠道病原菌的抑菌能力、自由基清除能力、对生淀粉液化和糖化能力均高于玛格孜木来源乳酸菌。电子鼻分析结果显示,筛选菌株的主要风味贡献物为含硫、短链烷烃化合物、醇类、醛酮类和氮氧化合物。综上,波杂中乳酸菌多样性及其发酵性能较玛格孜木更高。

好氧-厌氧耦合法处理奶牛场污水工艺分析

【目的】筛选降解奶牛场粪污水的微生物,为奶牛场粪污处理提供科学依据。【方法】选择可用于降解污水的微生物菌株,测定微生物处理奶牛场粪污水后的化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD_(5))、总磷(TP)和pH的数值。【结果】从具有降解污水功能的微生物中,筛选出降解效果较好的3株好氧微生物,分别为枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌;3株厌氧微生物,分别为沼泽红假单胞菌、荧光假单胞菌、沙雷氏菌;将6种好氧-厌氧菌耦合处理降解奶牛场粪污水,其降解效率均有不同程度的提升,好氧-厌氧耦合法处理奶牛场粪污水的工艺参数为菌种接种量5%、曝气量0.05 m^(3)/h(每隔10 h曝气2 h)、温度30℃、处理时间96 h。【结论】奶牛场污水中COD去除率为91.38%、BOD_(5)去除率为96.82%、TP去除率为82.6%,出水pH值为7.2~7.6,符合国家农田灌溉水标准。

单一菌与复合菌发酵甘草渣产有机酸能力比较

为研究单一菌与复合益生菌对甘草渣发酵饲料品质的影响,试验以甘草渣为基础原料,与麸皮、豆粕、糖蜜复配,在此基础上以单菌(植物乳杆菌、酿酒酵母)和复合菌(植物乳杆菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌)为发酵剂,借助食品检测中的碱滴定法,测定发酵饲料中的总酸含量,通过比较发酵饲料总酸含量及pH结合感官评价,衡量发酵饲料的品质。结果表明:(1)单菌在不同碳氮比条件下发酵,碳氮比为30时生成有机酸含量较碳氮比为25提高了2.8倍。(2)单菌发酵第7天时有机酸含量达到最高值,且pH在发酵第7天时达到最低值。(3)复合益生菌发酵组(E组、F组)与单菌酿酒酵母组(B组)比较甘草渣发酵饲料中有机酸生成量分别提高了52%、52.48%。由此可见,复合益生菌(植物乳杆菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌)有利于促进甘草渣饲料发酵,无论是气味还是有机酸生成量均比单一菌株甘草渣发酵更优,甘草渣有成为发酵饲料的潜在价值。

钛微合金化高强钢的连续冷却相变规律

为了研究钛微合金化高强钢在连续冷却条件下的相变规律,通过热膨胀法及金相分析研究了低碳钢(C-Mn钢)和钛微合金钢(Ti钢)在连续冷却过程中的组织变化及过冷奥氏体的相变规律,分析了钛元素和变形对试验钢相变规律的影响,并讨论了连续冷却转变(CCT)与等温转变(TTT)曲线的关系。结果表明:随着冷速的增加,试验钢的主要相变组织由铁素体向贝氏体转变。在C-Mn钢中加入钛元素提高了过冷奥氏体的稳定性,抑制了铁素体和珠光体转变,促进了贝氏体转变;在奥氏体未再结晶区进行变形使试验钢的CCT曲线整体向左上方移动,提高了相变开始温度;变形提高了铁素体的形核率,促进了铁素体相变,铁素体组织得到细化;变形促进了贝氏体相变,使板条贝氏体变短,细化贝氏体组织。

钛微合金化无取向硅钢的再结晶行为

利用半小时等温法、光学显微镜、显微硬度计和透射电镜等研究了钛微合金化无取向硅钢和普通无取向硅钢的再结晶温度、硬度、显微组织和析出物分布。结果表明:钛微合金化无取向硅钢的再结晶温度比普通无取向硅钢的再结晶温度高55℃;两种钢的显微组织变化规律相同,随着退火温度升高再结晶晶粒开始出现,硬度降低,变形组织逐渐被取代;钛微合金化无取向硅钢中含有纳米级含钛析出物,分布在位错附近,在退火过程中会钉扎位错,阻碍晶界移动延缓再结晶。

一株系统抗性诱导细菌D8的鉴定及其对新疆加工番茄促生防病效果初探

鉴定豆角根际细菌D8,明确其对加工番茄的促生效果及对番茄早疫病、灰霉病和青枯病的防效和防病机理。通过发芽、浸种、灌根处理检验D8的促生作用,测量叶片中茉莉酸含量变化检验系统抗性发生;幼苗诱导接种后,分别挑战接种3种病原菌,统计病情指数和诱抗效果。结果表明:菌株D8与Paenarthrobacter nitroguajacolicus相似性为99.15%,能显著增加种子根长、提高发芽势和发芽率。灌根和浸种处理均可显著促进幼苗生长,浸种处理的幼苗鲜质量是对照的2.95倍。诱导接种第3天幼苗茉莉酸含量显著上升。在与3种病原菌均无拮抗情况下,D8能同时有效防治加工番茄早疫病、灰霉病和青枯病,诱抗效果介于28.77%~37.90%。

嗜酸光合细菌耦合萎缩芽孢杆菌降解马铃薯加工淀粉废水条件优化

【目的】研究嗜酸光合细菌耦合萎缩芽孢杆菌在实验室条件下降解马铃薯淀粉废水污染物。【方法】以马铃薯加工淀粉废水为材料,实验室条件下研究2种菌株复配比例、复合菌接种量、复合菌协同培养方式等对淀粉废水COD和恶臭气体的降解效率。【结果】嗜酸光合细菌∶萎缩芽孢杆菌活菌数比=10∶1,接种量15%,30℃,采用分段连续培养前72 h厌氧光照(5000 lux)培养,之后72 h采取厌氧光照∶黑暗好氧=12 h∶12 h方式。在最优条件下添加1 g/L乙酸钠能够使淀粉废水COD降解率由对照组的16.9%提升到98.21%,水体中氨氮,硝氮,总磷,硫醇,硫化氢等污染物降解效率均超过98%以上,同时较高的pH使水体实现自絮凝,沉降速度达到8 cm/h。【结论】嗜酸性光合细菌和萎缩芽孢杆菌最适生长pH差异造成的生态位分化是其耦合以及高效降解淀粉废水污染物的主要原因。

光合细菌叶面肥喷施对设施有机番茄产量和品质的影响

【目的】研究设施番茄盛果期叶面喷施光合细菌叶面肥对其产量及品质的影响,为设施番茄高效生产及叶面施肥提供参考依据。【方法】以中研868番茄品种为研究对象,选择3个设施大棚,设置光合细菌组、鱼蛋白组、清水对照(CK,不施叶面肥)共3个处理,于番茄盛果期开始每7 d叶面喷施1次,共计喷施4次,测定各处理前和处理后不同时间段内番茄叶片叶绿素含量,净光合速率,叶片病害指数,产量和品质等指标。【结果】与对照组叶绿素含量持续下降趋势相比,喷施光合细菌和鱼蛋白后7~14 d均能提高番茄叶片叶绿素含量,之后叶绿素含量均有所下降,但光合细菌组下降幅度最低;叶绿素含量的下降与番茄叶片的病害指数呈现出显著正相关性,光合细菌组叶面白粉病全程发病指数最低,而鱼蛋白组在前14 d发病指数相对较低,而14 d之后发病指数较高,对照组发病最为严重。光合细菌组和鱼蛋白组净光合速率前14 d显著增加,之后有所降低,其中光合细菌组增加幅度最大并且下降幅度最小,对照组呈现出线性下降趋势;与对照组相比,光合细菌组番茄品质最佳,其中可溶性糖增加了62.5%,抗坏血酸提高了81.7%,平均单株产量增产率达到了33%,而鱼蛋白组仅在总酸上显著提高,其他指标提升差异不显著。【结论】设施有机番茄盛果期叶面喷施光合细菌叶面肥品质和增产效果最佳,其主要机理可能是通过减缓番茄老叶叶绿素的降解以及抑制番茄叶面白粉病的发生和发展而实现的。

中度嗜盐菌Halomonas salifodinae N35-6产四氢嘧啶的培养基优化

【目的】优化从新疆哈密七角井盐湖土壤中分离到一株四氢嘧啶产量较高的中度嗜盐菌N35-6发酵培养基。【方法】以四氢嘧啶产量为指标,采用响应面法优化培养基成分,利用HPLC检测四氢嘧啶产量。【结果】从七角井盐湖土壤中分离获得一株能够产四氢嘧啶的细菌,经16S rDNA序列分析鉴定为Halomonas salifodinae,并命名为H.salifodinae N35-6,该菌株四氢嘧啶产量能够达到0.83 g/L。【结论】中度嗜盐菌Halomonas salifodinae N35-6具有高产四氢嘧啶的潜力。

甘草渣中活性成分的提取及其在动物生产中的应用

甘草渣富含黄酮、多糖、木质纤维类等多种活性物质,是一种可再生资源。提取甘草残渣可充分发掘和利用残渣中的有效成分,增加药渣的潜在附加值。甘草渣中提取的活性物质有利于提高动物的生长性能、繁殖水平,增强动物的抗氧化能力和免疫力。甘草提取物存在一定的抗炎效果。文章综述了甘草渣中各种活性成分的提取方法及其在动物生产中的具体应用,以期为促进甘草资源再利用、提高动物生产性能提供参考。

高产β-葡聚糖酶里氏木霉的诱变选育、酶学性质及体外模拟消化研究

β-葡聚糖酶可水解大麦等谷物中的葡聚糖,降低葡聚糖在单胃动物消化道内产生的抗营养作用。为获得高产β-葡聚糖酶菌株,采用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变里氏木霉(Trichoderma reesei),经初筛、复筛、遗传稳定性及酶学特性表征,突变株ARTP-9较出发菌株β-葡聚糖酶活力提高54.38%,为43.75 U/mL,产酶能力稳定遗传,酶的最适反应温度及pH分别为50℃和6.0,耐受温度为40~80℃,pH 2.5~6.5时酶活力稳定,Fe^(2+)、Mg^(2+)对酶活力有促进作用,Fe^(3+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)、Ca^(2+)、Cu^(2+)对酶活力有抑制作用。以β-葡聚糖为底物,该粗酶的K m值和V max值分别为1.59 mg/mL和6.99μmol/(mg·min)。体外模拟消化实验表明,ARTP-9固态发酵酶制剂在胃期4 h黏度最低,为2.23 mPa·s;肠期21 h还原糖为0.70 mg/mL,是空白的3.2倍,差异显著(P<0.05),其大麦粉体外消化率为48.17%,较空白提升9.02%,差异极显著(P<0.01)。研究结果表明ARTP诱变技术能够显著提高里氏木霉β-葡聚糖酶活力,为其工业化生产奠定基础。

新疆野生桦褐孔菌生物学特性及化学成分分析

【目的】分析新疆桦褐孔菌生物学特性及化学成分。【方法】由采自新疆阿勒泰的桦褐孔菌菌核组织分离获得纯培养菌株HS819,利用Biolog FF微孔板表征该菌株的碳源代谢特征;利用GC-MS分析菌核、菌丝体及发酵液的石油醚提取物化学成分。【结果】菌株HS819与桦褐孔菌菌株PAT29027(OP019327)的相似性为99.73%,结合菌核、菌落、菌丝形态及系统进化分析,确定该菌株为桦褐孔菌;该菌株的碳源代谢特征表明其对D-核糖、甘氨酰-L-谷氨酸、水杨苷、β-甲基-D-半乳糖苷、α-酮戊二酸、D-纤维二糖、L-谷氨酸等7种碳源的代谢能力最强;GC-MS在菌核、菌丝体及发酵液中分别检测出43种、39种和38种成分,烃类、酸类和酯类的相对含量明显高于醛类与醇类,其中酸类是菌核及菌丝体的主要成分,分别占总成分的66.07%和60.03%,在发酵液中,烃类为主要成分,占54.01%。【结论】桦褐孔菌可利用的碳源中纤维素与半纤维素占主要成分;该菌株在自然环境下和液态发酵过程中检测的化学成分种类和含量上差异明显,两者基因的差异性表达可能与生物胁迫、生长环境等因素有关。

CSP生产低碳钢的组织演变和析出物研究

为了阐明EAF-LF-CSP工艺生产的低碳钢组织细化机理,在薄板坯和不同道次变形后的同一轧件上取样,利用金相、SEM、TEM、XEDS等技术研究了连轧过程中显微组织演变和钢中第二相析出物.结果表明:与普通连铸板坯相比薄板坯的凝固组织更加细小;随轧制道次增加,薄板坯表面和心部的组织差异逐渐减小,轧后室温组织细化;CSP生产的低碳钢中存在大量纳米尺寸的氧化物和硫化物,起到细化晶粒的作用.CSP生产中采用快速冷却和凝固工艺、单道次大压下连轧工艺和层流冷却工艺,是成品组织细化的主要原因.

Ti含量对热轧带钢组织和力学性能的影响

以普通集装箱板的成分为基础,在CSP生产线上成功开发出Ti微合金化高强度钢,采用扫描电镜、透射电镜、化学相分析等实验手段研究了Ti含量对带钢组织和性能的影响。结果表明:Ti含量变化对铁素体晶粒尺寸影响不大;随钢中Ti含量增加,TiN粒子的尺寸增大,TiC的体积分数增加,而TiC粒子的平均尺寸减小。在Ti含量为0.106%的钢中发现大量尺寸小于5 nm的细小析出物,正是这些析出物的沉淀强化作用显著提高了钢的强度。

CSP热轧工艺对Ti微合金化钢组织和性能的影响

采用金相显微镜、电子显微镜、化学相分析等手段研究了CSP热轧工艺对Ti微合金化高强钢组织和性能的影响。结果表明:880℃终轧、620℃卷取试验钢的屈服和抗拉强度分别为825、895 MPa,钢中存在大量的纳米尺寸TiC粒子,其沉淀强化效果超过150 MPa;卷取温度降低到580℃,TiC的析出受到抑制,沉淀强化效果明显减弱。卷取温度显著影响钢中第二相粒子的析出过程,终轧温度和卷取温度改变对晶粒尺寸也有影响,两者综合作用的结果使Ti微合金化钢的强度和韧性发生变化。

CSP低碳钢板的组织和性能

对采用EAF CSP工艺生产的ZJ330低碳钢热轧板进行了组织、性能和夹杂物分析。结果表明:成品板的晶粒细小、均匀、强度较高、拉伸试样的断口为韧性断口;EBSD分析表明:成品板组织中铁素体晶粒间基本为大角度晶界,择优取向不显著。由于薄板坯连铸时的凝固和冷却速度快,钢水洁净度高,使得夹杂物含量少、尺寸小、钢板的伸长率高。

CSP工艺生产的低碳钢中纳米尺寸硫化物

用电子显微镜和X射线能谱分析等技术对薄板坯连铸连轧CSP工艺生产的低碳钢进行了系统研究,在钢中发现了大量尺寸在30～200 nm范围的纳米级硫化物.在实验研究基础上对硫化物在CSP工艺加速冷却条件下的析出行为进行了讨论,提出了低碳钢中纳米尺寸硫化物的固态析出机制.结果表明:降低钢中的碳含量、控制硫含量、加快铸坯的凝固速度和冷却速度,控制硫化物在奥氏体相区析出等是影响纳米尺寸硫化物形成的重要因素.

终轧工艺及轧后冷速对GCr15SiMn钢相变组织的影响

采用Gleeble3800热/力模拟试验机研究了终轧工艺和轧后冷速对GCr15Si Mn轴承钢相变组织转变的影响,结合动态CCT曲线及不同工艺下的组织与显微硬度分析。结果表明:变形速率对试验钢的组织转变没有太大影响;随着变形量的增加,二次碳化物析出增多,珠光体转变温度升高,珠光体转变量增加且球团直径减小;当冷速由1℃/s升高为5℃/s时,晶界处二次碳化物析出明显减少,网碳基本消失,组织将会出现马氏体,马氏体转变温度为163℃,终轧后控制冷却速度可以达到控制组织转变类型的目的。