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降解烟碱微生物的筛选、鉴定及降解条件优化

作　者: 夏露
导　师: 李宗军
学　校: 湖南农业大学
专　业: 营养与食品卫生学
关键词: 微生物降解烟碱 PCR 优化
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

烟碱又名尼古丁(nicotine)属于吡啶族生物碱,在烟草生物碱中烟碱是最主要生物碱,烟碱是一种中枢神经兴奋剂,吸食后使人产生生理和心理上的依赖性,是让人成瘾的物质。利用微生物处理来降解烟碱这种方法不会造成烟香的损失还可以改进烟气品质,可以提高烟叶资源的利用率,有研究开发价值,更可以有效降低尼古丁对人的健康的损害,减少烟草工业产生的大量的废弃物对生态环境的污染。因此其开发应用将具有巨大的发展潜力和应用前景。本文以湖南省浏阳县烟草土壤为试验材料,从中筛选提取一株有效降解烟碱的微生物,并且进行鉴定、确定其最佳生长条件及其降解烟碱最大的发酵条件,从而为微生物降烟碱的研究和应用提供了依据。(1)以浏阳县烟草土壤为试验材料,进行筛选,得到20株对烟碱有降解能力的菌株,并且通过紫外分光光度法测所得菌株在烟碱培养基的培养下2、4、6天的降解烟碱能力,从中筛选出一株有效的降解烟碱能力最大的菌株z1-3-3-1,其48h内降解率为72.48%。(2)对所筛选的到的有效降解烟碱能力最大的菌株z1-3-3-1先进行形态学鉴定,从菌落形态和个体形态进行分析；再进行分子水平鉴定,从提取DNA、电泳测试、PCR扩增、电泳验证、同源性基因比对鉴定菌株的属性,结果显示z1-3-3-1菌株为黄曲霉。(3)对此菌株进行不同碳源、氮源的烟碱培养基培养,确定菌株最佳适应条件；还进行不同PH值、温度、烟碱浓度及不同接种量的测试进行烟碱培养基的培养,寻找菌株最大降解条件,并且最后进行交叉正交试验,确定菌株z1-3-3-1的最佳生长和降解烟碱的条件为：烟碱含量0.1%、温度28℃、pH7.0、转速120 r/m、接种量8%、柠檬酸三钠含量2.0%、蛋白胨1.0%。为菌株以后的研究和应用提供依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-34
  1 烟碱简介  10-14
    1.1 烟碱及其理化特性  10-11
    1.2 烟碱的功能  11-12
    1.3 烟碱的毒害及相关成分  12-13
    1.4 烟碱的污染及影响  13-14
  2 降解烟碱的微生物国内外研究动态  14-18
    2.1 国外研究动态  14-16
      2.1.1 从土壤、种子或烟叶中筛选分离的微生物的研究  14-15
      2.1.2 其他微生物降解烟碱的研究  15-16
    2.2 国内研究现状  16-18
  3. 微生物降解烟碱代谢的途径  18-25
    3.1 微生物代谢烟碱的3种途径  19-23
      3.1.1 吡啶的途径  19-21
      3.1.2 吡咯途径  21-22
      3.1.3 脱甲基途径  22-23
    3.2 微生物的代谢烟碱的5个反应步骤涉及6个酶的作用  23-25
  4 影响烟碱降解的条件及微生物对烟草的其他作用  25-27
    4.1 影响烟碱降解的条件  25
    4.2 微生物改善烟叶品质  25-27
    4.3 影响烟碱含量的因素  27
  5 本课题研究的目的、意义及主要内容  27-28
    5.1 研究的目的和意义  27-28
    5.2 研究的主要内容  28
  参考文献  28-34
第二章降解烟碱霉菌的筛选  34-41
  1 材料与方法  34-37
    1.1 材料与设备  34-35
      1.1.1 材料  34
      1.1.2 主要药品与试剂  34
      1.1.3 培养基的制备  34-35
      1.1.4 主要仪器设备  35
    1.2 方法  35-37
      1.2.1 烟碱标准曲线的绘制  35-36
      1.2.2 降解烟碱菌的筛选  36-37
  2 结果与分析  37-39
    2.1 绘制烟碱标准曲线  37
    2.2 降解烟碱菌的筛选  37-39
  3 小结与讨论  39-40
  参考文献  40-41
第三章降解烟碱菌的鉴定  41-51
  1 材料与方法  41-43
    1.1 材料与设备  41-43
      1.1.1 材料  41-42
      1.1.2 主要药品与试剂  42-43
    1.2 主要设备  43
  2 烟碱降解菌株z1-3-3-1的鉴定  43-46
    2.2 菌株的形态学鉴定  43
    2.3 菌株的分子生物学鉴定  43-46
      2.3.1 提取菌株DNA  43-44
      2.3.2 琼脂糖电泳检测DNA  44-45
      2.3.3 PCR扩增  45
      2.3.4 测序  45-46
      2.3.5 系统发育树的构建  46
  3 结果  46-49
    3.1 形态学鉴定  46
    3.2 分子生物学鉴定结果  46-49
  4 小结与讨论  49-50
  参考文献  50-51
第四章烟碱降解条件优化  51-61
  1 材料与方法  51-53
    1.1 材料与设备  51-52
      1.1.1 药品和试剂  51
      1.1.2 仪器  51-52
    1.2 方法  52-53
      1.2.1 单因素试验  52-53
      1.2.2 多因素试验  53
  2 试验结果  53-59
    2.1 单因素试验  53-57
      2.1.1 培养基不同pH值对菌株降解烟碱的影响  53-54
      2.1.2 不同温度培养对菌株降解烟碱的影响  54
      2.1.3 菌株不同接种量对烟碱降解的影响  54-55
      2.1.4 培养基中的烟碱含量的不同对菌株降解烟碱的影响  55-56
      2.1.5 培养基中添加不同的碳源对菌株降解烟碱的影响  56
      2.1.6 培养基中添加不同的氮源对菌株降解烟碱的影响  56-57
    2.2 多因素试验  57-59
      2.2.1 正交试验的分析结果  58
      2.2.2 正交试验方差分析  58-59
      2.2.3 验证试验  59
  3 小结与讨论  59
  参考文献  59-61
本文主要结论  61-62
创新点与展望  62-63
  1 创新点  62
  2 展望  62-63
附录1  63-64
附录2  64-65
致谢  65-66
作者简介  66

降解烟碱微生物的筛选、鉴定及降解条件优化

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