哈茨木霉β-葡聚糖酶诱导、纯化及对黄瓜幼苗的促生防病作用

在实验室条件下分别以β-葡聚糖、麦麸和黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)细胞壁作为唯一碳源诱导哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)Th-30发酵产生β-葡聚糖酶,采用硫酸铵盐析和琼脂糖凝胶色谱柱层析法对β-葡聚糖酶进行分离纯化,以津研4号黄瓜为试验材料,探究β-葡聚糖酶对黄瓜幼苗抗性生理指标、形态指标的影响及黄瓜常见土传病害的防控作用。结果表明:不同诱导条件下木霉Th-30发酵产β-葡聚糖酶活性差异显著,经β-葡聚糖诱导发酵的粗酶液酶活性最高,发酵72 h时达75.63 U·mL^(-1);纯化的β-葡聚糖酶比活力为783.56 U·mg^(-1),是粗酶液的45.32倍;5倍液和10倍液β-葡聚糖酶可显著提高黄瓜幼苗的根系活力、游离脯氨酸含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性以及根冠比和壮苗指数;β-葡聚糖酶10倍液处理对黄瓜立枯病、黄瓜枯萎病、黄瓜疫病、黄瓜猝倒病、黄瓜菌核病的防效为50.36%~80.63%。

高产β-葡聚糖酶木霉菌诱变育种及对黄瓜枯萎病的生防效果

为提高木霉菌株的生防潜力,采用紫外线诱变与亚硝基胍处理相结合的方法,对哈茨木霉菌Th-30进行复合诱变育种,测定突变木霉菌株的β-葡聚糖酶活性及生长特性,并评价其β-葡聚糖酶诱导发酵液对盆栽和大田黄瓜枯萎病的防治效果。研究结果显示,6株突变木霉菌株产β-葡聚糖酶能力显著高于亲本菌株,其中突变菌株NU-2产β-葡聚糖酶活性较亲本菌株Th-30显著提高106.36%,且高产酶能力具有遗传稳定性。突变木霉菌株UN-2β-葡聚糖酶诱导发酵液和β-葡聚糖酶粗酶液对黄瓜枯萎病的室内盆栽防治效果分别为65.29%和63.77%,黄瓜幼苗鲜质量的增重率分别为和30.30%和22.73%。2023年UN-2β-葡聚糖酶诱导发酵液对不同生育期黄瓜枯萎病的田间防治效果分别为68.47%、71.63%、70.79%和68.65%。综上所述,与亲本菌株Th-30相比,突变木霉菌株UN-2产β-葡聚糖酶活性显著提高,其β-葡聚糖酶诱导发酵液对黄瓜枯萎病具有良好的生防效果,并对黄瓜幼苗具有明显促生作用。

β-葡聚糖酶对青稞面包质构特性及其风味物质的影响

本研究考察β-葡聚糖酶(Beta-glucanase,BGS)对青稞面包比容、质构特性的改良作用及其对面包中挥发性风味物质的影响。通过分析不同浓度BGS(0.02%~0.10%)作用下30%和50%青稞全粉添加量的面包比容、质构、气孔结构、内部色泽及感官评价,考察BGS对面包质构特性的影响,同时采用气相色谱-离子迁移谱分析面包中挥发性风味物质的差异。结果表明,面包的比容、弹性、气孔数随BGS浓度的升高显著增加(P<0.05)。当BGS添加量为0.10%时,30%青稞面包比容与白面包(3.83mL/g)接近,达到3.46mL/g;同时,30%和50%青稞面包弹性分别提高了10.36%和43.57%。青稞面包芯部主要挥发性风味物质为酯类、醛类、醇类、酮类和酸类,50%青稞面包酯类、酮类风味物质相对含量高于30%青稞面包,果香味、青草香、花香等青稞特征性香气更为突出。BGS对面包挥发性风味物质组成影响较小,但BGS可提高正己醇、苯甲醛、乙酸乙酯等挥发性风味物质的相对含量,增强青稞面包的果香味。

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。

β-葡聚糖酶的酶学性质研究

本试验采用DNS法对某种微生物产β-葡聚糖酶的酶学性质进行研究。结果表明:酶作用的最适温度和pH值分别为37℃和6.5。该酶是一种耐热酶,在有底物保护条件下,酶的热稳定性可有一定幅度的提高,酶的pH稳定性范围为3.5～6.0。金属离子Cu^(2+)、K^+对酶有激活作用,Ca^(2+)、Ba^(2+)、Fe^(3+)、Zn^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(2+)对酶起抑制作用。该酶对纤维素类底物有较强的分解作用,但对滤纸的分解能力相对较弱。

两个棉花β-葡聚糖酶新基因的结构与表达特征分析

β-葡聚糖酶是一类能降解β-葡聚糖的水解酶。本研究分别通过电子克隆和棉纤维发育cDNA文库筛选法克隆到2个棉花β-葡聚糖酶新基因,内切-1,4-β-葡聚糖酶基因(GhEG,GenBank登录号为HM462003)和1,3-β-葡聚糖酶基因(GhGLU,GenBank登录号为HM462004)。GhEG全长ORF为1581 bp,编码526个氨基酸残基。GhGLU全长ORF为1 410 bp,编码469个氨基酸残基。基因组水平分析表明,GhEG含5个内含子和6个外显子,而GhGLU无内含子,仅1个外显子。新克隆的2个基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中含1个拷贝,而在四倍体陆地棉和海岛棉中存在2个拷贝。通过开发SNP标记分别将GhEG和GhGLU在四倍体中的1个拷贝定位在第19染色体和第4染色体上。Q-PCR表达分析表明,GhEG在根、茎、叶中表达水平很低,而在纤维伸长期优势表达,在15 DPA和20 DPA纤维中,该基因在海岛棉海7124中的转录本显著高于陆地棉TM-1。GhGLU在根、茎、叶及纤维发育不同时期均有表达,属于组成性表达基因,特别在根、纤维发育初始期和伸长后期优势表达,且表达水平在陆地棉TM-1和海岛棉海7124间也有显著差异。

里氏木霉内切-β-葡聚糖酶Ⅱ基因在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

采用外显子拼接的方法,以里氏木霉Trichoderma reesei基因组 DNA 为模板,克隆出内切-1,4-β-D-葡聚糖酶II基因egl2的全编码序列,将其插入巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris表达载体pPIC9K中,并位于α-因子信号肽序列的下游,获得重组质粒pQY2025。重组质粒线性化后用电穿孔法导入毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115中,经大量筛选,获得高效分泌表达内切葡聚糖酶II的毕赤酵母工程菌株Gp2025。用甲醇诱导培养基进行摇瓶发酵,培养基中内切葡聚糖酶II的活力可达1573.0U/mL,同时对重组内切葡聚糖酶II的性质进行了初步研究。

重组大肠杆菌BL21(DE3)-pET28a(+)-bgl诱导表达β-葡聚糖酶的条件优化

研究自行构建的产β-葡聚糖酶的工程菌E.coliBL21(DE3)-pET28a(+)-bgl在LB培养基中的生长特性,考察种子液的菌龄、培养基起始pH、接种量及诱导起始时发酵液菌浓度等对β-葡聚糖酶产生水平的影响;通过正交试验确定诱导剂IPTG及乳糖添加量、诱导温度及诱导剂作用时间。结果表明:培养基起始pH7.0,对数生长中期的种子液(OD600为0.35)以接种量(体积分数)10%接入摇瓶发酵培养,37℃,200 r/min培养约3 h,菌液OD值达到1.0左右,添加终浓度分别为0.033 6 mmol/L的IPTG及10 mmol/L乳糖,24℃诱导6 h,发酵液清液中酶活达到最高(336.33 U/mL),菌体生长量为1.12 g/L,发酵液中总酶活达到459.32 U/mL,是原始菌株在相同条件下所产酶活的6.62倍。采用优化培养条件及诱导剂作用条件,重组菌在TB培养基中酶活水平进一步提高,诱导剂作用10 h,发酵清液中酶活为1 090.31 U/mL,总酶活1 570.83 U/mL,是原始菌在该条件下酶活的19.73倍,显示出重组菌具有广阔的工业化应用前景。

高麸饲粮中添加β-葡聚糖酶、木聚糖酶和纤维素酶对肉鸡生长和消化的影响

选用１８０羽ＡＡ雏鸡，进行了为期４９ｄ（前期１～２１日龄，后期２２～４９日龄）的饲养试验，研究β葡聚糖酶、木聚糖酶和纤维素酶组成的复合酶制剂（ＧＸＣ）对肉鸡生长和消化的影响。试验表明，添加ＧＸＣ使肉鸡采食量和日增重分别提高了４６６％（Ｐ＜００５）和９７９％（Ｐ＜００１），料重比降低了４７６％（Ｐ＜００１），干物质、粗纤维和粗脂肪表观消化率分别提高了１０５８％（Ｐ＜００５），２５９０％（Ｐ＜００５）和２１７５％（Ｐ＜００５）；此外，添加ＧＸＣ使空肠内容物粘度下降了１７０５％（Ｐ＜００１），粪中大肠杆菌数下降６１２２％（Ｐ＜００１），十二脂肠内容物中总蛋白水解酶、胰蛋白酶和淀粉酶活性分别提高了１７０４％（Ｐ＜００５），４６５５％（Ｐ＜００５）和８０２３％（Ｐ＜００５），并使肝重率提高了２４８４％（Ｐ＜００１）。

木霉GXC产β-葡聚糖酶条件和酶学性质

研究了木霉GXC产 β 葡聚糖酶的条件。结果表明 ,最适产酶碳源为麸皮 ,氮源为硫酸铵 ;产酶的最适条件为 :初始pH为 4 0～ 5 0 ,30℃培养 44h。粗酶液经硫酸铵沉淀、SephadexG 2 5、SephadexG 1 0 0和DEAE SephadexA 50柱层析得到纯β 葡聚糖酶 ,SDS PAGE凝胶电泳显示一条带 ,测得分子量为 35kD。该酶最适反应pH5 0 ,最适反应温度为 60℃ ,在 40℃以下、pH4 0～ 5 0酶活力相对稳定。 5 0mmol L以下的Ca2 +、Zn2 +和Fe2 +,以及 1 0 0mmol L以下的Co2 +对酶活力有激活作用 ;而Cu2 +和Fe3+具有抑制作用。

β-葡聚糖酶高产菌株BS9418F的选育及其发酵条件的研究

经60 Coγ射线辐照处理获得的诱变菌株芽孢杆菌BS9418F ,其产酶活力比出发菌株提高 30 %以上。该菌株以大麦粉 7%、玉米粉 3%、豆粕 3%及适量无机盐为培养基最佳配比 ,其最适培养条件为 :培养基初始 pH 7.0 ,摇瓶装量 5 0mL/ 30 0mL三角瓶 ,种龄 16～ 2 0h ,接种量 2 %～ 3% ,培养温度 36～ 37℃ ,发酵周期 40h。在优化条件下 ,摇瓶发酵产 β 葡聚糖酶活力高达 5 5 0 0u/mL以上 ,比出发菌株初始发酵水平提高了

黑曲霉(Aspergillus niger)产β-葡聚糖酶固态发酵优化的研究

研究在黑曲霉 (Asp niger) FSN6 5固态发酵中碳氮比、无机氮源、大麦粉添加、水分比例、初始 pH、接种量、培养温度及发酵时间对β 葡聚糖酶酶产量的影响。结果表明 ,培养基中C/N(以麸皮与豆饼粉比例计 )为 8∶1;最佳无机氮源为NH4 NO3;大麦添加对产酶没有明显的诱导作用 ;培养基中最适水分比例为 1∶1;最适发酵条件 :初始发酵pH为 6 0 ;最适接种量为每瓶 0 5mL孢子悬液 (孢子浓度为 4 5× 10 7/mL) ;最适的发酵温度为 33℃ ;在以上最适条件下固态培养 70h ,发酵产酶水平可达 14 16 49u/ g ,优化结果比初始设计提高了 2 6 %。对粗酶酶学特性研究表明 :该酶最适作用 pH为 5 0 ,最适作用温度为 75℃。

β-葡聚糖酶的特性与应用研究

阐述了β-葡聚糖、β-葡聚糖酶的特性和作用。重点论述了β-葡聚糖酶在食品、发酵和饲料等工业方面的应用,并对其发展前景作了探讨。

饲用β-葡聚糖酶固体发酵的研究

研究了黑曲霉Ｇ４１５固体发酵中碳氮比例、无机氮源、大麦粉及发酵时间对β葡聚糖酶酶产量的影响。该菌在２８℃培养５０ｈ，β葡聚糖酶活力可达６２６８８ｕ／ｇ（干曲），酶最适反应温度４０℃，最适ｐＨ５５。

产β-葡聚糖酶高产菌株的驯化及筛选

根据刚果红与β-1,3、β-1,4-葡聚糖紧密结合而保持红色的特征,筛选β-葡聚糖酶高产菌株。本实验室保存的黑曲霉QYW-01经紫外诱变和产酶驯化,获得一株高产β-葡聚糖酶的黑曲霉QYW-01A06,在摇瓶条件下发酵液酶活力达2642U/mL,是出发菌株的2.4倍。

β-葡聚糖酶分级降解魔芋葡甘聚糖工艺研究

对β-葡聚糖酶分级降解魔芋葡甘聚糖工艺进行了研究。结果表明,β-葡聚糖酶降解KGM的效果优于纤维素酶;用β-葡聚糖酶分级降解,可以基本控制降解产物的分子量范围;用不同浓度乙醇溶液对降解产物进行分级沉淀,对不同分子量的降解产物也有一定的分离纯化作用。

β-葡聚糖酶在猪的大麦基础日粮中的应用研究进展

我国饲料资源不足，其中能量饲料缺口预测２０００～２０２０年将达０２４～０８３亿ｔ（韩正康，１９９６）。而长期以来在猪的能量饲料中都以玉米作为主要能源，造成玉米供应日趋紧张。而且，我国能量饲料的缺口目前看来，仅靠玉米增产显然难以弥补，所以如何开辟能...

多粘芽孢杆菌β-葡聚糖酶特性及其基因克隆

对多粘芽孢杆菌所产的β-葡聚糖酶特性进行了分析.结果表明:该酶的最适温度为50℃,在60℃以下酶相对稳定.通过PCR方法扩增和克隆了该酶基因的全长DNA序列,长度为734bp,其中开放阅读框架长714bp,编码238个氨基酸.经Blast分析,该序列与已登陆的多粘芽孢杆菌和浸麻芽孢杆菌的同源性较高,分别为99%和82%.

里氏木霉(Trichoderma reesei)产β-葡聚糖酶和木聚糖酶的条件研究

比较了不同发酵条件对里氏木霉产β-葡聚糖酶和木聚糖酶性能的影响.结果表明,里氏木霉产两种酶的最佳碳源和氮源各异,其中木霉产木聚糖酶的最佳碳源为乳糖,氮源为牛肉膏;而产β-葡聚糖酶的最佳碳源为麸皮,氮源为硫酸铵.在培养条件方面,里氏木霉产木聚糖酶和β-葡聚糖酶的最适起始pH值分别是4.0和5.0,最适发酵温度均为30℃.研究还表明吐温20、吐温80和甜菜碱等3种表面活性剂均具有促进木霉产酶作用,其中甜菜碱对产木聚糖酶的效果较好,而吐温20对产β-葡聚糖酶效果较佳.就产酶进程而言,木霉在培养20 h之后开始产木聚糖酶,而产β-葡聚糖酶比产木聚糖酶滞后约4h,它们分别在48 h和44 h时产酶量达到高峰.

β-葡聚糖酶的研究与应用前景

对β -葡聚糖酶的作用底物、生物来源、作用机理、应用领域和效果 ,以及应用前景进行了综述。