用于发酵黄芪的益生菌株FGM诱变选育及突变株特性研究

发布时间：2016-12-10 19:26

本文关键词：用于发酵黄芪的益生菌株FGM诱变选育及突变株特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中国农业科学院》 2015年

用于发酵黄芪的益生菌株FGM诱变选育及突变株特性研究

陈婕

【摘要】：黄芪多糖具有多种重要的药理作用,非解乳糖链球菌FGM是分离自鸡盲肠,能够发酵黄芪,提高多糖提取率的益生菌。为了进一步提升菌株FGM的发酵性能,揭示黄芪经发酵后多糖含量提高的潜在机制,本研究采用紫外线(UV)和亚硝基胍(NTG)对FGM进行诱变选育,用诱变菌株发酵黄芪,通过水提醇沉法提取发酵产物中的多糖,苯酚硫酸法测定多糖含量,筛选得到了两株高多糖得率菌株,分别从稳定性、安全性、生化特征、发酵酶的相关基因克隆和表达等方面进行评价和研究,并对菌株进行全基因组测序与比较基因组学分析。具体研究结果如下:(1)采用UV、NTG和UV-NTG复合诱变的方法,对FGM株进行诱变选育。结果显示,UV照射10~120 s所得的菌株发酵黄芪后产物中多糖含量均呈升高趋势,NTG处理所得菌株发酵黄芪后产物中多糖含量变化无规律性。UV诱变的最佳条件是在紫外灯下处理90 s,最终发酵产物中多糖含量为235.51 mg/g,较出发菌株提高了58.13%,将该菌株命名为U90;UV-NTG复合诱变的最佳条件是先用紫外灯照射10 s,再用1.0 g/L的NTG处理10 min,最终其发酵产物中多糖含量可达293.39 mg/g,较出发菌株提高了94.99%,将该菌株命名为UN10-1。(2)将U90和UN10-1连续传代10次,每代均分析发酵黄芪后多糖的提取率,评价遗传稳定性。U90连续传6代,取每代菌株发酵黄芪后产物中多糖含量稳定在233.6±1.66 mg/g,第4代多糖含量最高,为235.85±0.78 mg/g,从7代开始多糖含量随传代次数增加而减少。菌株UN10-1产糖量比较稳定,含量为292.06±0.89 mg/g。生化鉴定结果提示,UN10-1连续传代10次产糖量仍趋于稳定的原因可能与其能利用核糖、乳糖、阿拉伯糖有关。(3)分别用UN10-1菌悬液和48 h黄芪发酵液灌胃小鼠,0.5 m L/次,1次/d,连续灌胃3 d,观察7 d,灌服等量生理盐水作对照。观察记录小鼠日常行为及体重,测定血液生理指标,观察主要脏器(心、肝、脾、肺、肾、胸腺、小肠)及组织形态学变化。结果显示,UN10-1对小鼠生长发育及组织形态学无不良影响,提示该菌株安全无毒。(4)分析了UN10-1发酵产糖相关基因gal E、dex B、aga2、ldh、rec A。成功扩增出rec A和aga2基因,以rec A为内参基因分析了aga2基因在黄芪发酵过程中的表达。结果发现,aga2基因在发酵24 h内表达呈上升趋势,24 h时该基因表达量是初始发酵的9.54倍;24 h~60 h该基因表达呈下降趋势,60 h~72 h又略有升高。(5)比较基因组学分析结果显示,在KEGG数据库中注释得到FGM和UN10-1位于糖代谢通路上的基因分别有125个和124个,SNP检测发现UN10-1有1个无义突变位点和26个位于基因区的非同义突变位点。综上所述,采用UV和NTG复合诱变益生菌FGM可获得发酵黄芪提取多糖性能更优的菌株UN10-1,该菌株对小鼠无毒副作用;诱变菌株UN10-1与出发菌株FGM相比,发酵过程中糖代谢酶相关基因aga2在发酵过程中的表达量有升高趋势;比较基因组学分析结果表明UN10-1有基因突变。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S852.6
【目录】：

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