微生物油脂发酵技术研究现状

微生物油脂作为生物柴油重要原料,具有广阔发展前景。该文概述了主要产油微生物种类、微生物油脂生产特点,并从发酵培养基质、发酵模式等方面分析当前通过液体发酵法生产微生物油脂的技术现状,总结现有产油技术不足之处,提出加快微生物油脂开发与利用研究的策略。

miR397调控植物生长发育和胁迫响应的分子机制

miR397是植物中保守的miRNA之一,在不同植物中miR397家族大多由1~3个成员组成。通过调控漆酶基因等miR397广泛参与调控植物生长发育和胁迫响应,从而影响植物种子产量、果实品质等重要经济性状。因此,miR397作为分子育种的重要靶标在植物遗传改良中具有很大的应用潜力。本文对miR397在植物中的分布、miR397靶基因的鉴定、miR397调控植物生长发育和胁迫应答的分子机制进行了评述,并提出了仍有待解决的问题,以期为miR397在植物遗传改良中的应用提供参考。

基于离子液体与超声波辅助提取普洱茶茶多酚的工艺优化

本试验利用新型绿色环保溶剂离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑溴盐,[BMIM]Br)为提取溶剂,采用超声波辅助提取普洱茶中茶多酚。在以[BMIM]Br浓度、提取时间、提取率及料液比为单因素的试验基础上,进行响应面法优化普洱茶茶多酚的提取工艺。确定最佳提取工艺为:[BMIM]Br浓度0.3 mol/L,料液比1:30,提取时间20 min,超声波功率590 W。在此条件下,普洱茶茶多酚的提取率为8.40%。离子液体与超声波协同作用有效提升了普洱茶茶多酚的提取率,为茶叶中茶多酚的提取工艺提供了新的参考。

灵芝多糖的生物合成和发酵调控

灵芝多糖是灵芝的关键药效成分之一。从灵芝多糖的结构和构效关系、灵芝多糖的单糖组成,灵芝主要多糖IPS-1-1的基本合成途径,以及灵芝多糖的深层发酵调控策略和方法等方面,综述了灵芝多糖生物合成和发酵调控方面的新进展。并对今后的主要研究方向进行了展望。

黏红酵母发酵稻壳糖化液生产微生物油脂初步研究

利用稻壳糖化液培养黏红酵母发酵产油脂。选择外加营养组分葡萄糖、蛋白胨、(NH4)2SO4、CaCl2为自变量,菌体生物量和油脂含量为因变量,采用均匀设计方法优化培养基成分,利用SPSS13.0分析自变量和因变量的关系,模拟得到优化回归方程,确定黏红酵母发酵稻壳糖化液产脂的最优外加组分含量为葡萄糖25 g/L、蛋白胨21 g/L、(NH4)2SO4 15 g/L、CaCl2 0.9 g/L,菌体生物量15.31 g/L,油脂量1.89 g/L。

不同植物药提取物对灵芝细胞生长和胞内三萜产物形成的影响

研究了不同植物药的水提和醇提物对灵芝深层发酵过程中菌丝量和胞内三萜产量的影响。将不同植物药的水提物和醇提物分别加入到发酵基础培养基中,培养7d后检测灵芝生物量和胞内三萜含量。结果表明,金银花和枸杞子水提物添加浓度为100mg/L时,可促进灵芝细胞的生长(p<0.05)。连翘水提物对灵芝生长和胞内三萜的形成都有显著促进作用,当连翘水提物浓度为400mg/L时,胞内三萜产量从对照的(192.54±8.99)mg/L提高到(302.52±3.79)mg/L。金银花和枸杞子醇提物浓度为200mg/L时能显著促进灵芝细胞生长;枸杞子醇提物在同样浓度下还能促进灵芝胞内三萜的形成。但板蓝根和银杏叶水提物和醇提物都对灵芝的细胞生长和胞内三萜形成有较强的抑制作用。

灵芝三萜酸分批发酵的非结构动力学模型

研究了灵芝胞内和胞外三萜酸在30L发酵罐中分批发酵的动力学特征。利用Sigmoid函数构建了灵芝细胞生长、底物消耗、胞内和胞外三萜酸的非结构动力学模型,并根据Boltzmann拟合求解出各模型参数。结果表明,各模型预测值能够较好地吻合实验实测值。灵芝细胞比生长速率在第2.5天达到最大值(μmax),为0.700d-1;葡萄糖比消耗速率在第2.4天达到最大值(qS,max)为1.060d-1;胞内三萜酸比合成速率在第4.7天达到最大值(qITA,max)为11.345mg/(g·d);胞外三萜酸比合成速率在第5天达到最大值(qETA,max)为10.077mg/(g·d)。灵芝胞内外三萜酸的合成和细胞生长均呈现部分偶联关系。Sigmoid模型在灵芝真菌生长和胞内外三萜酸形成规律的拟合方面有较好的适应性,研究结果为分批发酵法生产灵芝三萜酸提供了理论依据。

6-苄氨基腺嘌呤和萘乙酸对三裂叶野葛毛状根生长和异黄酮含量的影响

为了探讨植物激素对三裂叶野葛毛状根生长和异黄酮化合物含量的影响,采用不同浓度的6-苄氨基腺嘌呤(6-Benzylaminopurine,6-BA)或6-BA和萘乙酸(α-Naphthaleneacetic,NAA)结合处理三裂叶野葛毛状根,观察其对毛状根生长的影响,然后利用分光光度计测定毛状根中异黄酮化合物含量及抗氧化酶活性。结果表明:6-BA抑制三裂叶野葛毛状根的生长,降低三裂叶野葛毛状根的生物量,且随着6-BA浓度的增加,其抑制效果愈明显;同时降低其总异黄酮化合物的含量。与对照相比,不同浓度6-BA和NAA 2.0 mg/L结合抑制毛状根的生长,降低毛状根中总异黄酮化合物含量。6-BA和NAA结合能显著提高毛状根可溶性蛋白质含量和过氧化物酶活性,但降低其超氧化物歧化酶活性;单独6-BA处理的毛状根培养至30 d时,可以检测到典型的DNA ladder带,而6-BA和NAA结合处理的毛状根培养至20 d时就可以检测到DNA ladder带,表明6-BA或6-BA和NAA结合都可以促进细胞程序性死亡的发生,且NAA具有协同作用。

灵芝液体发酵生产胞内和胞外三萜酸的研究

研究了药用真菌灵芝关键药效成分胞内和胞外三萜酸液体发酵生产的关键技术。结果表明,灵芝胞内和胞外三萜酸较适宜的发酵条件为发酵温度30℃、摇床转速为160r/min、装液量80～100mL(250mL摇瓶)、接种量10%(v/v)、起始pH5.5～6.0、发酵时间7d,在此条件下,灵芝胞内和胞外三萜酸的产量可分别达到266.79mg/L和231.90mg/L以上。

重金属超积累植物及其进化:事实与争议

土壤重金属污染是全球性的环境问题。重金属超积累植物(超富集植物)在土壤重金属污染修复中具有广阔的应用前景,同时也是研究植物对极端环境适应与进化的良好模型。目前关于重金属超积累植物及其进化在如下三方面仍存在诸多争议与矛盾:一、重金属超积累植物的界定;二、植物重金属超积累性状与超耐受性状的关系;三、植物超积累重金属的适应性意义。植物对重金属的耐受和积累机制复杂多样,而QTL分析、比较基因组学等方法的应用将最终揭示植物超积累重金属的生理、遗传与进化机制。

蓝细菌次级代谢产物伪枝藻素研究进展与展望

蓝细菌是重要的光合自养微生物,可利用太阳能将二氧化碳转化成高附加产值化学品,且具有营养需求低、生长迅速以及遗传背景简单等优势。伪枝藻素是一种脂溶性芳香族生物碱色素,由少数蓝细菌在胁迫环境下形成,具有很强的紫外吸收、抗炎以及抑制癌细胞增殖的活性,在日化和医药健康领域具有巨大的开发潜力和应用前景。目前,伪枝藻素的合成和调控机制在蓝细菌念珠藻Nostoc punctiforme PCC 73102等中已得到初步解析,但由于天然宿主在遗传改造和工程应用层面存在多重瓶颈,仍无法实现稳定、高效、绿色的生产。随着合成生物学和代谢工程技术的发展,有望通过异源合成及调控实现伪枝藻素的高效生产。总结伪枝藻素的结构、化学性质、功能应用、生物合成途径、调控机制和环境胁迫影响等相关研究进展,并对其未来发展前景进行展望。

基于Box-Behnken设计的蛹虫草液体发酵培养基优化研究

蛹虫草是具有重要开发价值的一种药用真菌。通过单因素试验确定了影响蛹虫草生物量的关键培养基因素,进一步基于Box-Behnken设计原理和响应面优化法对关键因素进行了优化。获得蛹虫草生物量(Y_1)的回归模型为Y_1=9.28+0.64A+0.29B+0.38C+0.21D+0.050AB+0.26AC-0.012AD+0.11BC+0.28BD+0.045CD-1.29A^2-0.45B^2-0.75C^2-0.72D^2。从中获得最佳培养基组成为:蔗糖31.48 g/L,蛋白胨5.84 g/L,酵母粉5.65 g/L,磷酸二氢钾1.61 g/L。经试验重复验证,蛹虫草菌丝体可达9.53 g/L,实测值与预测值十分接近,表明基于Box-Behnken设计原理获得的蛹虫草菌丝体发酵预测模型具有实践应用价值。

植物超富集重金属的元素防御假说研究进展

重金属超富集植物能够在含有高浓度重金属的土壤中生长,通过根系吸收并把重金属以极高的浓度储存在地上部分中。超富集重金属元素对植物有何适应性意义目前仍不完全清楚。元素防御假说认为重金属超富集植物通过增加植株重金属的含量来抵御病原微生物和食草动物,是植物对生物胁迫的一种防御机制,并与有机防御协同发挥效应。本文总结了元素防御假说的研究进展,并就其可能的应用前景和有待解决的问题进行了展望,以期为相关领域的研究提供参考。

芥菜HMA家族基因鉴定及其在镉胁迫下的表达分析

芥菜(Brassica juncea)对多种重金属具有富集能力。重金属ATP酶(heavy metal transporting ATPase,HMA)在植物转运重金属过程中具有重要的作用。基于基因组和转录组数据,对芥菜HMA家族基因成员进行了全基因组鉴定。芥菜基因组中包含27个HMA基因,其编码的蛋白质中有6个不稳定指数大于40,有22个为疏水性蛋白;这些基因聚类为P-1B-1、P-1B-2和P-1B-4等3个亚家族;27个HMA蛋白均为膜蛋白,都具有E1-E2ATPase和hydrolase结构域;芥菜HMA蛋白都含有8~15个保守基序,不同亚族因具有独特的保守基序结构从而转运重金属的种类不同;在芥菜HMA基因启动子区域中与生长发育有关的顺式作用元件TGA和与逆境响应相关的顺式作用元件ABRE、MBS、LTR、TC广泛分布;在镉胁迫下,BjuA033764、BjuB019118、BjuB035256、BjuB045293等基因在叶片中表达量明显上调,BjuA003596、BjuB040613、BjuA025022等基因在根系中表达量明显上调,说明其参与了芥菜对镉胁迫的响应。