一种野生香蘑的分离、鉴定、培养条件与产酶特性

为充分开发利用野生食用菌资源,从采集自北京怀柔的野生香蘑子实体中分离获得纯培养,编号为Lepista sp.GSM-11,结合形态学特征与ITS序列分析鉴定其分类学地位,并进一步研究其菌丝生长的最适碳源、氮源、C/N比、生长因子、最适温度和最适pH值,并测定了菌体液体发酵产漆酶、蛋白酶、植酸酶、核糖核酸酶和凝集素的特性,同时还研究了Cu2+对漆酶产量的影响.结果表明,该菌株与GenBank中报道的采集自中国辽宁、美国马里兰州和日本宫城的紫丁香蘑(Lepista nuda)同源性最高,分别为100%、99.98%和99.93%,确定该野生香蘑为紫丁香蘑(ITS序列GenBank登录号JQ519375);菌丝体生长的最适碳源为蔗糖,最适氮源为酵母浸膏,最适C/N比为20/1,最适生长因子为维生素C,最适温度为24℃,最适pH为7.0;GSM-11菌株菌丝体和发酵液中均具有漆酶活性,但缺乏其他3种酶和凝集素活性.1.0～2.0 mmol/L的Cu2+对漆酶分泌有显著的促进作用,其活性达到对照组的149.2%～196.4%.     

一种白腐真菌的分离、鉴定、培养及产漆酶条件

白腐真菌是一类降解木质素使木材形成白色腐朽的担子菌,往往具有高产胞外漆酶的活性.从北京农学院校园内分离到一株高温型、高产漆酶白腐真菌菌株,编号为BUA-01.结合形态学特征与ITS序列分析,确定其分类学地位;进一步研究其菌丝生长的最适碳源、氮源、碳氮比(C/N)、生长因子、最适温度和最适p H值;利用不同浓度Cu~(2+)(Cu SO4)的诱导,探讨液体发酵条件下对胞外漆酶产量的影响;通过向发酵液中加入3种偶氮染料(依文思蓝、甲基橙和铬黑T),研究菌株对染料的降解效果.结果表明,该菌株与毛栓菌(Trametes hirsuta)的同源性最高,为100%,遗传距离为0,确定BUA-01菌株为栓菌属(Trametes)真菌.菌丝体生长的最适碳源为淀粉,最适氮源为黄豆粉、酵母浸粉,最适C/N值为40/1和10/1,最适温度为37℃,最适p H为6.0-7.0,供试生长因子对菌丝生长无显著促进作用.0.25m mol/L的Cu~(2+)对胞外漆酶产量有极显著的促进作用,在96 h时,发酵液的活性达到最高,为1081.33±6.3 U/m L,是对照组的26倍.BUA-01菌株对偶氮染料降解效果显著,12 h对依文思蓝、甲基橙和铬黑T的脱色率分别为93.31%±0.16%、92.37%±0.42%和79.25%±0.64%.本研究表明菌株BUA-01在产胞外漆酶和染料降解方面具有潜在应用价值.     

二年残孔菌的培养条件优化及其液体发酵产物的抗氧化及漆酶活性

二年残孔菌(Abortiporus biennis)是一种具有抗氧化、抗肿瘤功效的药用白腐真菌,可降解木质素、造成木材白色腐朽.以分离自江苏无锡的二年残孔菌WX-02菌株为材料,开展菌丝最适培养条件、液体发酵产物抗氧化活性及Cu2+诱导产漆酶活性研究.基于单因子试验的最适生长条件结果表明,葡萄糖是WX-02菌株菌丝体生长的最适碳源,牛肉膏和黄豆粉为最适氮源,C/N比为40/1时长势最佳,玉米粉和VC为最适生长因子,而菌丝生长最适pH和温度分别为7.0和32℃10%(V/V)接种量、28℃、150 r/min培养72 h条件下,PD培养基发酵液的总抗氧化活性为2.76±0.31mmol/L(FeSO4)和0.40±0.01 mmol/L(Trolox),DPPH自由基清除率为100.00%±0.00%,总SOD活力为15.75±0.25 U/mL;最适培养条件液体培养基发酵液的总抗氧化活性为0.20±0.03mmol/L(FeSO4)和0.16±0.01 mmol/L(Trolox),DPPH自由基清除率为59.06%±0.61%,总SOD活力为15.65±0.62 U/mL. 0.25 mmol/L Cu2+对胞外漆酶诱导效果最佳,PD培养基、0.25 mmol/L Cu2+、28℃、150 r/min培养96 h,胞外漆酶活性最高,为(1.82±0.02)×105 U/mL,是对照组的1.72倍.本研究表明WX-02菌株具有良好的抗氧化和产漆酶活性,具有药用和环境治理开发应用潜能.(图4表4参34)     

纤维素酶产生菌HS-F9的筛选鉴定和产酶条件优化

为了选育高产纤维素酶菌株,通过刚果红鉴别培养基以及滤纸条崩解实验测定,从牛粪堆肥中筛选到一株产纤维素酶的真菌HS-F9,根据菌株形态特性和18SrRNA基因序列分析,初步鉴定该菌为绿色木霉(Trichoderma viride).利用液体发酵培养产生纤维素酶,研究了碳源、氮源、培养时间、培养温度、培养基起始pH、接种量对菌株HS-F9产酶的影响.结果表明:产EG、CBH和FPA的最适碳源均为CMC-Na;EG和CBH在以蛋白胨为唯一氮源时酶活最高,FPase则在以黄豆粉为唯一氮源时酶活最高;产生EG、CBH和FPA的最适温度分别为30℃、30℃、33℃;最适起始pH为3.0、3.0和4.0;EG和FPase的最适接种量为2%,CBH最适接种量达到了8%;培养时间均以5～6d为宜.在最适条件下培养,该菌株EG、CBH和FPase的酶活分别达到了5275.3U/mL、8502.1U/mL和3619.1U/mL,是未优化前的1.42、1.35和1.32倍.图6表2参23     

野生槐耳的分离、鉴定、培养条件及产漆酶能力

以采集自北京香山公园加拿大杨(Populus canadensis)的槐耳子实体为材料,利用组织分离获得纯培养并保存,编号为XS-01.结合形态与ITS鉴定确定其分类地位,进一步开展菌丝最适生长条件和液体发酵产漆酶研究.通过PCR扩增,获得长度为598 bp的部分ITS序列(KY933481),采用MEGA 6.0构建发育树、测定遗传距离,XS-01与槐生多年卧孔菌(Perenniporia robiniophila)相似性最高,为100%,遗传距离为0.000.进一步结合子实体和菌丝形态,确定XS-01为槐生多年卧孔菌.结合生长速度和长势,确定了该菌株的最适生长碳源为淀粉和麦芽糖,最适生长氮源为酵母浸粉,最适生长C/N比为30/1-60/1,最适生长温度为32℃,最适生长pH 7,最适生长因子为VB1.Cu~(2+)诱导的胞外漆酶发酵研究表明,1.0 mmol/L Cu~(2+)对漆酶产量有显著的促进作用,产量在96 h达到最大值,为417.5 U/mL,比对照组提高93.4%,而2.0 mmol/L Cu~(2+)对漆酶产量有显著抑制作用,96 h酶活为79.0 U/mL,是对照组的36.6%.本研究获得具有高产胞外漆酶能力的槐耳菌株,具有潜在的应用开发价值.     

一种野生多孔菌的分离、鉴定、培养条件及抗氧化活性

多孔菌是一类子实体呈孔状且质地为革质至木质的大型担子菌,其中一部分具有较高的药用价值.对一株野生多孔菌子实体进行分离纯化获得纯培养BJ菌株,并对其分类、最适培养条件和液体发酵产物抗氧化活性进行分析.采用形态学和ITS分类学鉴定菌株的分类学地位;通过测定菌株在不同碳源、氮源等培养基中的生长状况,研究菌丝最适培养条件;使用2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)法测定菌株发酵液总抗氧化活性;使用总超氧化物歧化酶(T-SOD)法、1,1-二苯基-2-苦基肼基自由基(DPPH)法测定菌株发酵液菌体的总超氧化物歧化酶活力和自由基清除能力.结果显示:经鉴定BJ菌株为石榴嗜蓝孢孔菌(Fomitiporia punicata).菌丝体最适培养碳源为葡萄糖、麦芽糖和淀粉,最适氮源为酵母浸粉,最适C/N比为10/1,最适温度为28℃,最适pH为7.0.发酵液总抗氧化活性为0.517 mmol/L(维生素E),菌体的总超氧化物歧化酶活力为770.37 U/g,DPPH自由基清除力的IC_(50)为2.14 mg/mL.本研究从野外获取了一株高抗氧化活性的药用多孔菌资源,可为野生药用真菌的开发利用提供理论依据.     

重组大肠杆菌产CotA漆酶的发酵条件优化

CotA漆酶在环境保护、食品工业和纸浆漂白等工业中具有重要的应用价值.将重组表达载体pET-22b/CotA转入大肠杆菌BL21(DE3),得到工程菌株,采用单因素实验和正交实验相结合的方法,研究诱导表达条件和发酵培养基对重组大肠杆菌产CotA漆酶量的影响.结果表明,初始pH 7.5的培养基中,添加0.6 mmol L-1 Cu2+,1 g L-1葡萄糖作碳源、15 g L-1蛋白胨和2 g L-1硫酸铵作氮源,以10%的接种量,37℃、200 r/min,直到菌液的D600 nm值为1.0,加入终浓度为1.0 mmol L-1的IPTG,25℃诱导12 h,漆酶的产量最高.优化前发酵液的粗提液的漆酶活性仅为1 190 U mL-1,优化后达到3 526 U mL-1,正交实验优化后漆酶活性提高了2.96倍.纯化的CotA漆酶最适反应温度为45℃,最适pH值为7.2.CotA漆酶对RBBR的脱色率在90%以上,此CotA漆酶在短时间内对染料能够有效地脱色,能够成为有潜力的工业用酶.图6表3参17     

4种重金属对灵芝漆酶活性及转录表达的影响

漆酶是一种分布广泛的多酚氧化酶,在食品、能源和环保等领域具有重要的应用价值.灵芝作为重要的白腐真菌,可以合成分泌包括漆酶在内的多种木质纤维素降解酶,这些酶的活性会随着菌株、发酵条件等不同而不同.以灵芝荣保1号为材料,利用平板实验分析4种重金属(Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Fe~(2+))在不同浓度下对灵芝菌丝体生长及氧化带形成的影响,用分光光度法测定重金属发酵液中漆酶的活性,并通过实时定量PCR检测重金属离子胁迫下灵芝漆酶同工酶表达的差异性和特异性.结果表明:低浓度Pb~(2+)和Cu~(2+)促进菌丝体生长和氧化带形成,而Cd~(2+)和Fe~(2+)抑制菌丝生长及氧化带形成;Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Fe~(2+)分别以终浓度为100、20、100、100 mg/kg时对菌丝生长及氧化带的增强作用较大,培养至第11天、第9天、第7天、第7天时,漆酶活性达到最大值,分别为20.83±0.32、15.89±0.21、30.56±0.42、9.44±0.25 U/L,Cu~(2+)促进了发酵液中漆酶酶活,而Pb~(2+)、Cd~(2+)和Fe~(2+)则抑制漆酶酶活.荧光定量PCR结果显示,4种重金属离子在液体培养条件下对15个灵芝漆酶同工酶的转录表达影响存在差异性,其中5个漆酶基因(Glac4、Glac6、Glac10、Glac11和Glac12)转录表达发生上调.综上,灵芝漆酶对重金属离子作用的不同响应表明其具有较复杂的生理功能及调控机制,结果可为进一步阐明漆酶作用机制提供基础.     

一株野生桑黄的分离鉴定与生物学特性

桑黄是我国传统名贵的药用真菌,在分类学上是锈革孔菌科(Hymenochaetaceae)几种药用真菌的总称.从北京延庆区四海镇黑汉岭采集到一株桑黄子实体,经分离纯化获得纯培养(编号SS).进一步开展其分类鉴定、最适培养条件和液体发酵产物活性研究.根据ITS鉴定,确定SS菌株属于锈革孔菌科针层孔菌属(Phellinus),与苹果木层孔菌(Phellinus tuberculosus)的相似性为95%;结合子实体、菌丝特征和寄主植物类型,确定SS菌株为苹果木层孔菌.SS菌株菌丝体最适培养条件研究表明,其最适碳源为葡萄糖,最适氮源为黄豆粉,最适C/N比为20/1,最适生长因子为维生素C,最适温度为28℃,最适pH为7.0.以马铃薯葡萄糖液体(PD)培养基、10%接种量、28℃、150 r/min培养7 d,发酵液中多糖含量为176.71 mg/L,黄酮含量为0.11 mg/L,抗氧化活性为7.82 mol/L(FeSO_4),未检测到多酚的存在.本研究从野外获取新的桑黄药用资源,其生物学特性结果可为野生药用真菌的人工驯化和开发利用提供理论依据.     

产纤维素酶菌株的选育分析及发酵工艺优化

对实验室6株产纤维素酶菌株进行酶活特性研究.首先通过观察纤维素平板的酶溶解透明圈大小进行初步分析,比较6株菌种子发酵液中纤维素酶含量.再根据不同种纤维素酶作用的底物化学键的不同,分别测定菌株的滤纸酶活(FPA)、纤维素内切葡聚糖酶(CMCase)活、纤维素外切葡聚糖酶(CBH)活和β-葡萄糖苷酶酶活,发现菌株中黑曲霉的各产酶指标均高于其它菌株.根据Box-Behnken原理对黑曲霉发酵工艺进行优化设计,得到最适碳源稻草粉含量9.47 g.L-1、麸皮含量49.33 g.L-1,氮源中(NH4)2SO4含量为2.0 g.L-1,发酵后黑曲霉产生的滤纸酶活力达到76.72 U.mL-1,比优化前酶活力提高88.69%.     

一株嗜酸性产纤维素酶真菌的特性及产酶条件优化

从四川海螺沟原始森林腐土中分离到一株嗜酸性产纤维素酶的真菌X-13,其主要特点是产纤维素酶的最适pH及其纤维素酶最适反应pH均为2.0.在PDA培养基上培养时菌落呈浅黄色至肉桂色,反面呈黄色至棕褐色,产黄色色素;菌丝体透明有隔膜,分生孢子呈球形或近球形.根据菌株的形态特征以及ITS序列同源性和系统发育分析结果,鉴定该菌株为土曲霉(Aspergillus terreus Thom).该菌最佳产酶培养时间为8～10 d;最适产酶温度为30℃,纤维素酶最适反应温度为50℃;最佳碳源、氮源分别为纤维素粉和硫酸铵.通过响应面法对菌株产纤维素酶条件进行优化,使菌株X-13纤维素酶活从1.39 IU/mL提高到2.94 IU/mL,提高了111.5%.     

一株白腐菌产生的漆酶对RB亮蓝的脱色作用

W 1是一株能在液体条件下产漆酶的白腐菌 ,纯化的漆酶对RB亮蓝有很好的脱色作用 .漆酶的最适脱色温度为 4 5℃ ,最适脱色pH值为 6 .0 ,脱色pH范围在 4～ 7之间 .当溶液中漆酶活力为 2 .0× 10 3 U/L时 ,在最适脱色条件下、16h内 ,RB亮蓝 (30 0mg/L)的脱色率可以达到 90 % .经酶作用后 ,RB亮蓝在 4 30～ 70 0nm范围内的特征颜色吸收峰基本消失 .实验证明 ,在相同的条件下 ,漆酶粗酶对RB亮蓝有更好的脱色效果 .图 7表 1参 6     

微酸多年卧孔菌产漆酶条件优化及其在染料脱色中的应用

微酸多年卧孔菌(Perenniporia subacida)产漆酶能力对生物漂白等研究具有重要意义.通过单因子和正交试验确定了微酸多年卧孔菌(菌株号:Dai 8224)的最适产酶条件:麦芽糖20 g/L,酵母浸粉5 g/L,pH 5.4,Cu2+2.0 mmol/L,培养温度24℃,转速160 r/min,接种量1.5%(V/V),此时酶活最高可达1.945 U/mL.单独使用微酸多年卧孔菌漆酶粗酶液对染料具有很好的脱色效果.该菌株对于50 mg/L杂环类染料中性红的脱色率可达98.3%,对偶氮染料刚果红的脱色率次之,为91.57%,对亚甲基蓝和铬天青的脱色率也都在80%以上.此外,其催化中性红脱色的最佳底物浓度为60 mg/L,脱色率达到99.42%,其中,生物降解作用占55.92%,菌体吸附作用占43.5%.结果表明该菌对多种染料脱色具有较大的应用潜力.图4表3参31     

嗜碱菌A4—10碱性纤维素酶产生及性质的初步研究

从４８份土壤和天然碱湖榈分离出能产生胞外碱性纤维素酶的嗜碱细菌１３５株,其中７株菌产酶活力大于３Ｕ／ｍＬ,菌株Ａ４－１０经条件试验后酶活力达２１Ｕ／ｍＬ,该菌产生碱性纤维素酶最适培养温度为３４℃,最适碳源为ＣＭＣ－Ｎａ,最适氮源为复合蛋白胨和酵母粉,该酶的最适反应温度５５℃,最适反应ｐＨ９．０。     

芽孢杆菌植酸酶phy(ycD)基因在大肠杆菌中的异源表达与纯化

为研究中性植酸酶的性质,将芽孢杆菌来源植酸酶基因phy(ycD)构建到大肠杆菌表达载体pET-28a(+)上,进行诱导表达,利用Ni-NAT和Superdex-75纯化后,对重组植酸酶r-phy(ycD)的性质进行分析.结果显示,该酶是Ca2+依赖性酶,Ca2+最适浓度为1 mmol/L,酶比活为4.7 U/mg,酶促反应的最适pH为6.5,在中性条件下稳定,最适反应温度为45℃,K m值和V max值分别为0.213 mmol/L和5.55 U/mg.Zn2+、Ni2+、Ba2+和Ag2+对酶促反应均有显著抑制作用.本研究表明,Ca2+对该类酶的活性和热稳定性起着关键性作用,因此在表达和纯化过程中需要在培养基和纯化所需的各类缓冲液中添加Ca2+.     

高产脂肪酶菌株的筛选鉴定及酶学、转酯特性

从自然环境中筛选水解酶活高且酶学、转酯特性优良的产脂肪酶菌株,对脂肪酶工业化发酵生产及生物柴油制备的研究具有重要意义.采用罗丹明B平板初筛和摇瓶发酵复筛法,从70份含油脂丰富的样品中筛选产脂肪酶酶活较高的菌株进行16S rRNA鉴定,研究其酶学性质;用大孔树脂固定酶,在无溶剂体系中催化橄榄油制备生物柴油,研究其转酯特性.结果筛选到一株高产脂肪酶的菌株WZ10-3,通过p-NPP法测得其初始酶活为78.68 U/mL,经16S rRNA鉴定属于伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.),与B.stabilis同源性达到99%.该菌在发酵48 h时达到产酶高峰,所产脂肪酶的最适作用温度为50℃,最适作用pH为7.0,70℃下的半衰期可达1 h,pH为7-9时稳定性良好.以大孔树脂NKA-9和HPD600为载体制备的2种固定化脂肪酶,催化橄榄油生产生物柴油的转酯率均可达到97%.综合表明,菌株WZ10-3脂肪酶的初始水解酶活高于大多数野生脂肪酶,热稳定性好且转酯特性优良,有很好的后续研究价值.图7表3参25     

一株产木聚糖酶嗜热真菌樟绒枝霉的鉴定及其产纤维质降解酶系分析

对分离得到的一株产耐热木聚糖酶的真菌CAU521进行鉴定,并对其产纤维质降解酶系进行研究.通过菌落形态、显微镜产孢结构以及18S rDNA序列同源性比对等分析,鉴定该菌为樟绒枝霉(Malbranchea cinnamomea),其最适生长温度为45℃,为一株嗜热真菌.该菌能以农业废弃物玉米芯为碳源液体发酵产耐热木聚糖酶,50℃下培养7 d,木聚糖酶的最高酶活力达到173 U/mL.SDS-PAGE和酶谱分析表明该菌株能同时分泌多种纤维质降解酶:4种木聚糖酶、2种纤维素酶、3种葡聚糖酶和1种甘露聚糖酶.结果表明樟绒枝霉CAU521在降解和利用纤维质材料方面具有潜在的应用价值.     

降解菌djl-6多菌灵水解酶的提取及性质

以往对多菌灵降解菌Rhodococcus qingshengii sp.nov.djl-6的降解途径研究显示,该菌株首先通过多菌灵水解酶将多菌灵水解成二氨基苯并咪唑,从而对多菌灵进行脱毒.为开发酶制剂并有效应用于环境中残留污染物多菌灵的降解,比较了不同提取方法(高压细胞破碎、超声波破碎和添加溶菌酶破碎)对多菌灵水解酶提取效率的影响,并对其酶学特性进行了初步研究.结果表明,djl-6菌株在LB培养基中培养72~84 h,生长量和产酶量均达到最大值.采用超声波破碎提取酶的效率较高(蛋白浓度为7.92 mg/mL),但酶活损失较大(比酶活只有1.2 U/μg protein).多菌灵水解酶属于一种胞内组成型酶.该酶水解多菌灵的最适pH值为7.0,最适温度为30℃,Zn2+和K+对酶活有一定的抑制作用.     

野生白桦茸的分离鉴定及其生物学特性

以采集自俄罗斯的野生白桦茸菌核为原料,经组织分离获得纯培养菌株(编号F1501),进一步进行分类鉴定、最适生长条件、液体发酵产多糖及其抗氧化活性与人工驯化研究.依据内转录间隔区ITS鉴定,确定F1501菌株属于锈革菌科纤孔菌属(Inonotus)真菌,其与桦褐孔菌(Inonotus obliquus)的相似性为99%;结合菌核、菌丝形态学特征,确定F1501菌株为桦褐孔菌.最适培养条件研究实验表明,F1501菌株的最适碳源、氮源、C/N、生长因子、温度、pH值分别为麦芽糖、牛肉浸膏、10/1、VB2、28℃、8.0;以马铃薯葡萄糖(PD)培养基、10%接种量、28℃、150 r/min培养10 d,发酵液中多糖含量为476.32 mg/L,总抗氧化活性为0.19 mmol/L(Trolox),对羟自由基(·OH)清除率为72.7%.以棉籽壳为主要栽培基质进行人工驯化试验,可以形成类子实体结构.本研究获得野生桦褐孔菌菌株,其生物学特性研究结果可为野生桦褐孔菌的人工驯化和开发利用提供理论依据.     

一株桃树内生真菌Pestalotiopsis vismiae N1培养条件优化与抗氧化、抗菌活性分析

对一株内生真菌韦司梅拟盘多毛孢(Pestalotiopsis vismiae)的培养条件进行探究,在此基础上进一步对其发酵提取物抗氧化、抗菌活性进行分析.通过测定菌丝的生长速度寻找菌丝培养适宜的温度、碳源、氮源和pH,并采用正交试验优化培养条件;通过测定菌株深层发酵液提取物对羟基和DPPH自由基的清除率以分析其抗氧化活性;通过测定菌株深层发酵液提取物对多种病原细菌抑菌圈大小的影响来分析其抗菌活性.结果表明,韦司梅拟盘多毛孢菌丝最适宜培养温度为25℃,在该温度培养条件下菌丝生长最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为酵母提取粉,最佳初始pH为6.5,这3种因素的显著性差异大小顺序为碳源氮源 pH;菌株深层发酵液提取物具有良好的抗氧化活性,其对羟基自由基和DPPH自由基清除率的EC50分别为1.19 mg/mL和0.56 mg/mL;菌株发酵液提取物对铜绿假单胞杆菌、金黄色葡萄球菌均具有一定的抑制作用;深层发酵液提取物抗氧化和抗菌活性具有一定的稳定性.本研究结果可为深入开发利用该真菌资源提供科学依据.(图12表3参26)