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脱氧雪腐镰刀菌烯醇降解菌及降解酶的研究

作　者: 程亮
导　师: 管军军
学　校: 河南工业大学
专　业: 微生物
关键词: 脱氧雪腐镰刀菌烯醇筛选降解菌鉴定降解机理
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

镰刀菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是粮食中最常见的一类真菌毒素。它们及其产生的真菌毒素导致粮食和饲料污染腐烂、真菌毒素的污染给全世界造成了巨大的经济损失。本研究旨在利用生物技术降解DON,削减其危害,保障粮油及食品质量安全,主要开展了DON降解菌的筛选、鉴定、降解产物的结构推测、降解酶的初步研究等工作,主要归结如下：以DON为唯一碳源,通过平板分离纯化,经高效液相色谱(HPLC)检测,对降解效果较高的菌株进行分子鉴定。最终筛选得到的菌株对DON的降解率达56.61%,通过16S rDNA序列分析,鉴定为假单胞杆菌。筛选出的菌株对DON有较好的降解效果。通过Q-TOF质谱分析,发现降解菌降解DON产生了新的降解产物,碎片离子为m/z265.1345,可能失去CH2O,通过结构分析,推测出了降解产物的可能结构。酒糟蛋白(DDG)中加入降解酶3h后,降解率达53.71%。处理12h后,降解率达88.66%,说明该降解酶对糖化醪中的DON有明显的降解效果。DDG经过乳化后,能提高降解效果,但加酶后的乳化产生的高剪切力会略微影响酶活。酸性条件下会严重影响酶活。DDGS蒸馏出酒精后,DON残留在干燥DDGS中。降解酶处理DDGS12h后,检测不出DON残留。通过对真核降解酶的降解条件进行优化,确定降解酶的最佳降解条件是37℃、pH7。以上研究结果为发掘降解DON的新基因,降解酶的产业化,削减谷物、饲料中DON的污染水平提供了很好的基因来源和技术支撑。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章前言  11-25
  1.1 DON的基本性质  11-13
    1.1.1 理化性质  11-13
    1.1.2 DON的产生  13
  1.2 DON的危害  13-15
    1.2.1 DON对人的影响  13-14
    1.2.2 DON对细胞的影响  14-15
    1.2.3 DON对动物的影响  15
  1.3 DON的污染状况  15-17
    1.3.1 粮食中DON的污染状况  16
    1.3.2 食品中DON的污染状况  16
    1.3.3 饲料中DON的污染状况  16-17
  1.4 DON的检测方法  17-18
    1.4.1 免疫学检测  17
    1.4.2 物理化学检测  17-18
  1.5 DON的削减方法  18-20
    1.5.1 物理方法  18-19
    1.5.2 化学方法  19
    1.5.3 生物方法  19-20
  1.6 生物降解途径  20-24
    1.6.1 3C—OH氧化作用  21
    1.6.2 环氧键开环  21-22
    1.6.3 水合作用  22
    1.6.4 糖苷化作用  22-23
    1.6.5 3C-异构化作用  23-24
  1.7 研究目的和意义  24-25
第二章脱氧雪腐镰刀菌烯醇降解菌的筛选与鉴定  25-45
  2.1 试验材料  25-28
    2.1.1 菌种与培养基  25-26
    2.1.2 试剂  26
    2.1.3 主要仪器设备  26-28
  2.2 试验方法  28-36
    2.2.1 样品的采集  28
    2.2.2 菌株的分离和纯化  28-29
    2.2.3 降解菌株的筛选  29
    2.2.4 DON的检测  29
    2.2.5 标准曲线的建立  29
    2.2.6 形态鉴定  29
    2.2.7 生长曲线  29
    2.2.8 分子鉴定  29-34
    2.2.9 序列的数据处理  34
    2.2.10 Q-TOF系统参数  34-36
  2.3 结果与分析  36-43
    2.3.1 采样  36-38
    2.3.2 降解菌的筛选  38
    2.3.3 降解菌的鉴定  38-41
    2.3.4 16S rDNA序列系统发育分析  41-42
    2.3.5 降解产物Q-TOF分析  42-43
  2.4 讨论  43-44
  2.5 本章小结  44-45
第三章大肠杆菌表达降解酶的初步研究  45-60
  3.1 试验材料  45-48
    3.1.1 供试菌株  45
    3.1.2 培养基  45
    3.1.3 试剂  45-47
    3.1.4 仪器设备  47-48
  3.2 试验方法  48-52
    3.2.1 降解酶的诱导表达  48-49
    3.2.2 降解酶降解DDG中的DON  49-51
    3.2.3 降解酶降解DDGS中的DON  51
    3.2.4 样品的处理  51
    3.2.5 降解效果的检测  51-52
  3.3 结果与分析  52-59
    3.3.1 降解酶的诱导表达  52-53
    3.3.2 HPLC标准曲线  53-54
    3.3.3 降解酶降解DDG中的DON  54-57
    3.3.4 降解酶降解DDGS中的DON  57-59
  3.4 讨论  59
  3.5 本章小结  59-60
第四章毕赤酵母表达降解酶的初步研究  60-68
  4.1 试验材料  60-61
    4.1.1 供试菌株  60
    4.1.2 培养基  60-61
    4.1.3 试剂  61
    4.1.4 仪器设备  61
  4.2 试验方法  61-63
    4.2.1 工程菌的诱导表达  61-62
    4.2.2 温度对酶活的影响  62
    4.2.3 pH对酶活的影响  62
    4.2.4 降解酶降解PBS中的DON  62-63
    4.2.5 降解酶降解DDGS中的DON  63
  4.3 结果与分析  63-67
    4.3.1 降解酶的表达  63-64
    4.3.2 温度对酶活的影响  64
    4.3.3 pH对酶活的影响  64-65
    4.3.4 降解酶降解PBS中的DON  65-66
    4.3.5 降解酶降解DDGS中的DON  66-67
  4.4 讨论  67
  4.5 本章小结  67-68
全文总结  68-69
参考文献  69-75
致谢  75-76
个人简历  76

脱氧雪腐镰刀菌烯醇降解菌及降解酶的研究

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