生物工程专业微生物育种学实验教学探索

针对学生以往对实验课兴趣不高,对老师的依赖性强的问题,建立了科研模式的实验课教学方法,让学生自己设计实验,在老师指导下进行科研式的实验研究,在探索中学习知识面,掌握技能。经实践学生的实验操作技能和分析、解决问题的能力以及科研论文写作能力得到良好的训练,激发了学生对科学研究的兴趣。

福建生物经济发展现状与对策研究

生物经济被认为是一种新的经济形态,世界各国都在制定各种措施大力发展生物经济。就福建生物经济的优势、潜力和存在问题进行分析,并提出对策建议。

微生物学设计性拓展实验的教学探索

微生物学作为一门重要的专业基础课,知识涵盖面广、实践性和操作性强.在完成微生物学基本实验的基础上,开展设计性拓展实验,有利于进一步拓宽学生的视野,增强学生的动手能力,提高学生的探究能力.

高值化等鞭金藻固碳研究进展

工业生产和人类活动释放的大量CO_(2)是造成全球性气候变暖的主要诱因。气候变暖往往伴随着极端恶劣天气的发生,对人类的生活、财产和基础设施构成严重威胁。为了减轻由此产生的负面影响和应对全球变暖,各国纷纷设定了碳达峰和碳减排目标,并致力于对CO_(2)进行固定和资源化利用。海洋等鞭金藻(Isochrysis galbana)具有生长速度快和固碳效率高的特点,集成废/污水处理和生物固碳,转化合成蛋白质、多不饱和脂肪酸等多种高值生物活性物质的等鞭金藻固碳技术,被认为是最有前途的碳捕获和资源高值化利用的技术之一。本文首先介绍和比较了常用的CO_(2)捕获技术的优缺点,强调基于等鞭金藻的碳捕获技术的适用范围和固碳效率的优势。其次阐明了海洋等鞭金藻光合固碳机制及其与卡尔文循环、三羧酸循环等代谢通路的联系;探讨光和CO_(2)对微藻固碳能力和胞内碳流分布的影响,探究培养条件、光生物反应器、基因工程/合成生物学技术改造藻株等影响等鞭金藻固碳效率的因素。最后,概述了等鞭金藻光合固碳与岩藻黄素、多不饱和脂肪酸、蛋白质等高值生物活性物质合成的关系,为精深加工、开发高值化等鞭金藻提供理论和实践依据,推动等鞭金藻固碳技术的发展和应用,协同推进节能减排,为助力实现“双碳”目标提供一条经济可行的新策略。

小球藻的基因工程改造研究进展

小球藻是一种可以利用阳光和二氧化碳进行光合生长并积累生物质的单细胞微藻,被广泛用于生产生物燃料和其他高附加值产品,在水产养殖、食品、能源和环境等领域均有重要应用。随着基因工程技术的发展,小球藻分子水平方面的研究和应用逐渐受到关注,对其进行特定的遗传改造也成为了可能。本文通过从转化系统、转化方法、转化影响因素、外源蛋白表达等四个方面进行总结归纳,阐述了小球藻在基因工程改造领域中的应用和仍存在的难题,期望为小球藻的高附加值产品生产提供理论支持和参考。

代谢工程在酿酒酵母茵育种中的应用研究进展

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是传统的乙醇生产重要菌株,也是第1个完成基因组测序的真核生物。随着世界能源储备的日益枯竭,燃料乙醇作为液体可再生能源的广泛应用,利用生物技术对酿酒酵母进行遗传修饰,改变其代谢网络,构建高产乙醇的转基因酿酒酵母已成为当今酿酒酵母分子育种的热点。针对近年来利用代谢工程拓展酿酒酵母底物利用范围、降低副产物生成率、提高乙醇产量、改良细胞特性以及缩短发酵周期等方面的研究进展予以综述。

辅酶Q10的生物合成及其高表达研究进展

辅酶Q10(CoQ10)不仅是呼吸链上的电子传递体,同时也具有抗氧化功能。目前全球市场上的CoQ10正处于一种供不应求的状态。我们简要论述了CoQ10的结构、性质、功能及其生物合成过程,同时概括总结了现阶段为提高CoQ10产量而采用的新型技术手段。

小球藻利用工业废物产油脂的研究进展

近年来利用微藻生产生物柴油已成为热门话题。微藻工业化生产生物燃料最大的瓶颈就是高成本,如何有效降低成本,决定了微藻生物燃料在未来的命运。文中综述了国内外有关利用工业废物(即廉价碳源、工业废水、工业废气)培养小球藻生产油脂的研究进展,并提出小球藻利用工业废料产油脂应注意的问题。

酶法改性微藻油脂制备功能性油脂的研究进展

多不饱和脂肪酸是一类对人体健康有益的生物活性物质,微藻油脂富含多不饱和脂肪酸,是天然可食用的潜在油源。利用微藻油脂开发制备型功能性油脂,替代动植物天然功能性油脂,不仅可提高天然功能性油脂的品质,解决供应问题,而且有望得到新的功能性油脂制品。对酶法制备功能性油脂的方法、常见微藻的油脂含量及其油脂的脂肪酸组成进行综述,并对酶法改性微藻油脂制备富含多不饱和脂肪酸的单酰甘油酯、结构三酰甘油酯、功能性磷脂等功能性油脂的研究进展进行了介绍。酶法改性微藻油脂制备功能性油脂是高值化利用微藻油脂的新途径。

反向代谢工程研究进展

反向代谢工程通过构建具有遗传多样性的突变文库,结合有效的高通量筛选技术,从而获得由多基因控制的复杂表型。目前,它已成为工业生物技术中研究生物代谢途径和改造菌株性能的强有力工具。反向代谢工程研究中的一个瓶颈问题是如何获得多样化的细胞表型突变库,该文介绍了几种经典的和近期发展起来的解决该瓶颈问题的方法,并列举了这些方法的最新应用进展。

提高微绿球藻的生物量和油脂含量的研究

研究光照强度和硝酸钾质量浓度对微绿球藻生物量和油脂含量的影响,通过两步培养法培养微绿球藻提高其生物量和油脂含量。结果表明:在硝酸钾质量浓度100 mg/L条件下,当光照强度为1 940~2 060 lx时,培养12 d,微绿球藻的生物量和油脂含量最高,分别为0.68 g/L和16.28%;低光照强度(1 940~2 060 lx)下,在不添加硝酸钾时,微绿球藻的生物量最低,为0.39 g/L,油脂含量最高,为22.62%;随着硝酸钾质量浓度的增加,微绿球藻的生物量逐渐增加,而油脂含量逐渐下降;两步培养法可以促进微绿球藻的油脂合成,油脂含量和油脂产量分别达到30.50%和0.15 g/L。

CO_2激光辐照拟微绿球藻的当代生物学效应研究

采用CO_2激光(波长10.6μm,功率10 w,光束长74 cm)辐照拟微绿球藻(Nannochloropsis sp.YW0980),辐照时间为30 s、60 s、90 s,通过测定藻色素、多糖、蛋白质及油脂含量,研究CO_2激光对藻的生物学效应。结果表明:30 s、60 s、90 s辐照条件下,对拟微绿球藻细胞生长及代谢产物均有一定的促进作用,其中CO_2激光60 s处理组有利于拟微绿球藻的生长及色素的积累,但30 s剂量下更有利于多糖、蛋白质及油脂含量的积累,分别比对照组提高了51.05%(胞外多糖),289.45%(总多糖)、37.05%、172.16%。

基于偏最小二乘判别分析研究铜藻液体肥对3种蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】铜藻为沿海常见的低质海藻,为实现铜藻高质利用,以新鲜铜藻为原料制备铜藻液体肥,研究其对上海青、黄瓜和番茄等3种蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响,并基于偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)探究铜藻液体肥增肥的生物学效应。【方法】采用酶法和发酵法2种工艺制备铜藻液体肥,并各设置5组稀释倍数(200倍、400倍、600倍、800倍和1 000倍)进行种子萌发试验和幼苗盆栽试验。【结果】(1)种子萌发试验中,发酵法制备铜藻液体肥的200倍液、600倍液在上海青种子萌发上效果最佳,发芽指数较空白组显著提高11.8%,较两组阳性对照分别提高1.9%和1.3%;发酵制备的200倍液对黄瓜种子萌发影响最好,发芽指数较空白和两组阳性对照均显著提高,增幅分别达33.0%、21.0%和6.7%;发酵制备的1 000倍液在番茄种子萌发上成效最佳,发芽指数较空白和两组阳性对照分别显著提升13.6%、14.4%和19.3%。(2)幼苗盆栽试验中,相关性分析结果表明各生长指标间普遍存在极显著正相关性,主成分分析(Principal component analysis, PCA)结果显示铜藻液体肥对3种蔬菜的影响作用各有差异,构建实验样品的PLS-DA模型分析不同制备方法的铜藻液体肥肥效并与阳性对照对比,结果表明发酵制备的400倍液对上海青幼苗促生效果最佳,各指标均显著高于阳性对照海藻肥,其中根鲜重提高最显著,增幅为144%;酶法制备的800倍液对黄瓜幼苗生长效果最好,各指标均显著高于阳性对照海藻肥,其中根长提高最显著,增幅为28%;发酵制备的600倍液对番茄幼苗作用效果最好,各指标均显著高于阳性对照海藻肥,其中株干重提高最显著,增幅为31%。【结论】铜藻液体肥具备很好的增肥生物学效应,发酵法制备的铜藻液体肥肥效普遍优于酶法制备,施用前者能提高种子萌发率,促进幼苗地上部分和地下部分的生长,以上结果为海藻液体肥的生产与应用提供科学数据。

光质对等鞭金藻的生长和生物活性产物合成的影响

本实验探究白光(400~700 nm)、红光(620~650 nm)和绿光(500~580 nm)对等鞭金藻(Isochrysis sp.ISO-FJ)的生长和生物活性产物积累的协同影响,以期摸索适宜的光质同时提高其生物活性产物。实验结果表明,等鞭金藻细胞在白光条件下具有最大的生物量。在生物活性产物合成方面,与白光和红光相比,采用绿光培养的等鞭金藻细胞更有利于岩藻黄素、胞外多糖和多不饱和脂肪酸的联产合成。这些结果可表明,等鞭金藻的生长和活性产物合成是受不同光质的调节,为今后定向调控等鞭金藻生长和活性产物合成提供实践依据和理论指导。

1株真菌果糖基转移酶高产菌的筛选、鉴定及其酶学特性的研究

食品工业上果糖基转移酶(FTase)是以蔗糖为底物酶法生产低聚果糖(FOS)的重要酶种,真菌是FTase主要微生物来源。以蔗糖为唯一碳源,通过检测发酵液FOS含量(初筛)和胞外、胞内的FTase酶活水平(复筛),成功筛选获得1株高产FTase的真菌菌株FS054,经ITS分子鉴定该菌株为黑曲霉,24 h胞内酶活达558.3 U/g。该FTase酶学特性研究表明:最适反应温度为55℃,最适反应pH为5.5,在30~35℃和pH 4.0~5.5的范围内酶活稳定性良好,0.5mmol/L的Fe^(3+)和Al^(3+)具有激活效应,酶活性分别提高121.59%和110.26%,而Cu^(2+)则严重抑制酶活力,相对酶活降至37.74%。本研究为后续全细胞生物合成FOS提供新酶源及前期基础。

DHA单酰基甘油酯型藻油对小鼠急性酒精性肝损伤的保护作用

研究DHA单酰基甘油酯对小鼠急性酒精性肝损伤的保肝作用及机制。将雄性小鼠随机分为正常组、模型组、实验组(DHA单酰基甘油酯组)、阳性对照组(DHA三酰基甘油酯组和DHA乙酯组)5组。给药15 d后,检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、甘油三脂(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)含量,肝组织Toll样受体4(TLR 4)、髓样分化因子(MyD88)、核转录因子κB(NF-κB)基因表达水平。观察肝组织病理性改变;分析小鼠粪便细菌多样性。DHA单酰基甘油酯能显著降低急性酒精肝损伤小鼠血清ALT、AST、ALP、TG、TC和LDL浓度,而显著增加HDL浓度,改善酒精引起的肝组织病理性改变,而且DHA单酰基甘油酯对小鼠肝损伤改善效果优于DHA三酰基甘油酯和DHA乙酯。此外,DHA单酰基甘油酯能显著抑制酒精肝损伤小鼠肝组织TLR 4、MyD88、NF-κB基因表达,对酒精引起的肠道菌群紊乱具有一定恢复作用。DHA单酰基甘油酯对酒精诱导小鼠肝损伤具有一定保护作用,其机制可能与抑制TLR 4/NF-κB通路和改善肠道菌群有关。

海洋破囊壶菌Thraustochytrium sp．FJN-10 DHA生物合成途径相关延长酶的克隆与表达

二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)是具有各种重要生理功能的高度不饱和脂肪酸。以海洋真菌Thraustochytrium sp.FJN-10为研究对象,利用RT-PCR结合RACE,获得了两个碳链延长酶(TFD6和TFD5)的完整基因,其中TFD6 cDNA全长816 bp,编码271个氨基酸;TFD5 cDNA全长831 bp,编码276个氨基酸。将TFD6、TFD5酶切后分别连接到HindⅢ/XbaⅠ处理过的pYES2载体,醋酸锂法转化酿酒酵母感受态细胞,成功构建了延长酶酵母表达系统。气相色谱分析表明TFD6可延长C18:3n-6至C20:3n-6,TFD5可延长C20:5n-3至C22:5n-3。

灰绿曲霉产纤维素酶的研究

灰绿曲霉（Aspergillus glaucus）发酵液通过硫酸铵盐析、Sephadex G-100分子筛、DEAE Sepharose Fast Flow离子交换柱和Phenyl Sepharose Fast Flow疏水层析,分离纯化一种外切葡聚糖酶（CBH）和一种内切葡聚糖酶（EG）.通过SDS-PAGE和凝胶柱层析法测定分子质量表明：CBH全酶分子质量为71 ku,由两个分子质量为35 ku的同型亚基组成;EG为单体蛋白,全酶分子质量为32 ku.酶学性质研究表明：CBH催化pNPC的最适pH为6.0,最适温度为55℃,酶活在pH 5.0~8.0区间和温度低于55℃时稳定;EG催化CMC-Na的最适pH为4.0,最适温度为50℃,酶活在pH3.5~7.5区间和温度低于65℃时稳定.Na＋、K＋、Ba2＋、Mg2＋以及NO3-和SO42-对CBH和EG酶活均无影响;Ca2＋和Mn2＋对CBH有激活作用,Fe2＋和Mn2＋对EG有激活作用,而Zn2＋、Cd2＋和Cu2＋对CBH和EG均有不同程度的抑制效应.酶动力学分析表明：CBH催化pNPC水解的米氏常数Km值为1.4 mmol/L（pH 6.0,55℃）,EG催化CMC-Na水解的米氏常数Km值为5.0 mg/mL（pH 4.0,50℃）.

抗生素发酵废菌渣的无害化及资源再利用研究进展

抗生素发酵每年产生大量有毒菌渣,处理不当将导致环境和健康问题。概述近来抗生素菌渣无害化处理及重新用作发酵培养基氮源,生产能源、饲料、可降解生物薄膜、石膏缓凝剂等资源化利用研究进展,提高抗生素危废菌渣的无害化处理及资源化利用效率。

激光辐照对湛江等鞭金藻的复壮作用及机制研究

用Nd∶YAG激光(波长1.06μm,功率密度6W/cm2)对长期保存的湛江等鞭金藻藻种进行辐照处理.研究了激光辐照对藻生长和生理生化特性的影响,并从藻细胞的超微结构和自体荧光特性的变化探讨了激光复壮藻种的可能机制.实验结果表明:辐照剂量为30s～60s时,有较好的复壮效果,藻种的生长速率、细胞干重、叶绿素、类胡萝卜素及蛋白质等含量均较对照组有不同程度的提高,增幅约25.3%～48.3%.激光复壮后的藻细胞,线粒体数量增多,光合片层进一步发育.辐照剂量增至90s时,胞内脂质颗粒增加.藻种的自体荧光光谱中,波长682nm处的荧光强度明显增强.此结果说明,利用激光的"筛子"与诱变作用,可以提高饵料藻种的生物品质.