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5种高产洛伐他汀曲霉的筛选和鉴定

更新时间:2009-03-28

曲霉(Aspergillus)是真菌中的一大类,广泛分布在谷物、空气、土壤和各种有机物品上。由于能分解蛋白质等复杂有机物,曲霉一直是发酵工业和食品加工业的重要菌种,目前已被利用的有近60种。早在2 000 a以前,我国人民就懂得依靠曲霉来制酱、酿酒。我国特有的调制品豆豉,就是曲霉分解黄豆后加工制成的。现代工业则利用曲霉生产各种酶制剂、有机酸和糖化饲料[1-2]。1980年,Alberts等[3]从土曲霉(A. terreus)中提取出洛伐他汀(Lovastatin)的化合物,被认为是降血脂药物研究领域的一个里程碑。选育高产稳定的产Lovastatin曲霉菌株有着较好的应用前景和重要的现实意义[3-4],对筛选的菌株进行特征描述和分类鉴定,可为工业应用提供理论基础。

一要严格落实防控责任,地方政府要对辖区内动物防疫工作负总责。要督查指导疫区坚决落实扑杀、消毒、无害化处理等措施。禁止疫情省份和周边省份使用泔水喂猪。加强疫情溯源排查和追踪,严格实行监测报告制度。开展综合防治、疫苗研发等关键技术攻关。二要强化联防联控,在各个环节严防死守。加强生猪产地、屠宰检疫和运输车辆监管,中央财政给予专项支持。疫情省份和相邻省份生猪不得出省,其他地方调运生猪不得经过疫情省份,切断传播途径,坚决防止病猪肉流入市场。三要保障猪肉供应,确保群众生活所需。

曲霉菌丝有隔膜,为多细胞霉菌;在幼小而活力旺盛时,菌丝体产生大量的分生孢子梗;分生孢子梗顶端膨大成为顶囊,一般呈球形;顶囊表面长满一层或两层辐射状小梗(初生小梗与次生小梗);最上层小梗为瓶状,顶端着生成串的分生孢子;以上几部分结构合称为“孢子穗”;孢子呈绿、黄、橙、褐、黑等颜色。分生孢子梗生于足细胞上,并通过足细胞与营养菌丝相连。曲霉孢子穗的形态,包括分生孢子梗的长度、顶囊的形状、小梗着生是单轮还是双轮,分生孢子的形状、大小、表面结构及颜色等,这些都是菌种鉴定的依据[5-6]

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 曲霉属菌株 从不同生境(食品、土壤、空气、有机质等)收集自然发酵样品,经分离筛选得到曲霉属纯菌株。

1.1.2 主要培养基 (1)PDA培养基:马铃薯200 g/L、葡萄糖20 g/L、琼脂15 g/L,pH 值5.5;(2)种子培养基:马铃薯200 g/L、葡萄糖20 g/L、牛肉膏5 g/L,pH值5.2;(3)发酵培养基: 乳糖100 g/L、蛋白胨12 g/L、MgSO4·7H2O 1 g/L、KH2PO4 1 g/L、NaCl 2 g/L,pH 值5.2[7-8]

(3)表达能力欠缺。大学除了师范生,其他专业的学生甚少有语言表达的训练。而创业、创新训练项目、挑战杯等项目往往需要路演、答辩,这时表达能力欠缺就凸显出来。而表达能力的提高需要长期的训练积累。

1.2 试验方法

1.2.1 曲霉属菌株的收集、分离、纯化和保存 从食品、土壤、空气、有机质等发酵样品表面挑取少量菌丝接入PDA平板表面,28 ℃培养2~3 d,显微镜观察后挑选具有曲霉属典型特征的菌落进行纯化,获得性状均一的曲霉属纯菌株,编号后保存于25%的甘油中,放置-40 ℃冰箱中备用。

1.2.2 高产Lovastatin曲霉属菌株的筛选 (1)曲霉属各菌株的培养。保存的菌株在PDA培养基上28℃活化培养3 d后,取2菌饼(直径8 mm)接种于种子培养基中,28 ℃、180 r/min摇床发酵培养2 d,制得种子液;按10%转接到发酵培养基中,28 ℃、180 r/min培养7 d,发酵液用于检测Lovastatin的产量,进行高产Lovastatin曲霉菌株的筛选。(2)薄层层析法(TLC)初筛。发酵液超声破壁30 min,取1.5 mL于离心管中,8 000 r/min离心10 min,离心之后取上清液500 μL,加100 μL乙酸乙酯振荡,萃取上层液为待测样品,毛细吸管吸取1/4管样品点5次于硅胶板上;以Lovastatin标准品作对照,乙酸乙酯作展开剂,展开至15 cm,晾干,紫外灯254 nm观察斑点并拍照[9]。(3)HPLC法测定发酵液中Lovastatin含量复筛。取发酵液0.4 mL于洁净的2 mL离心管,加入1.6 mL的纯甲醇,25 Hz超声波30 min,50℃水浴2 h,间歇振荡3~4次,8 000 r/min离心10 min,吸取上清液用0.45 nm的有机膜过滤到另一洁净的2 mL离心管中,采用HPLC法检测滤液。HPLC检测的色谱条件:Agilent 5 TC-C18二代液相色谱柱250×4.6 mm ;乙腈为色谱纯(德国Fisher Scientific 公司),磷酸为优级纯,水为超纯水,检测波长λ=237 nm,柱温28℃,流速1 mL/min,进样量20 μL。Lovastatin标准曲线的绘制。①1 000 μg/mL Lovastatin标准溶液配制:精准称取Lovastatin标准品0.005 0 g置于50 mL容量瓶,加无水乙醇40 mL,振荡溶解,定容至50 mL,制成浓度为1 000 μg/mL标准品。②取6个1.5 mL离心管,分别用移液枪吸取1、5、10、25、50、100 μL的Lovastatin标准液于离心管中,再加入无水乙醇定容到1.0 mL。③用HPLC测定,每管Lovastatin标准液重复测定3次,以Lovastatin浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制Lovastatin标准曲线(如图1)。

2.5.5 A-138菌株 ITS rDNA基因序列分析结果见图13,其长度为568 bp,与米曲霉(Aspergillus oryzae)相似度最高,为99%。

天古崖水库目前存在防洪兴利等方面的管理漏洞,采取工程措施与非工程措施相结合的方法可以提高运用标准,提高水资源利用率,减小防洪兴利矛盾。

1.2.5 曲霉菌株的鉴定 根据形态特征、18S rDNA或ITS rDNA基因序列,参考曲霉属《The Genus Aspergillus》分种检索表,确定目的曲霉菌株的分类地位[10-11]

  

图1 Lovastatin标准曲线

2 结果与分析

2.1 不同生境收集和纯化的曲霉属菌株

从不同生境收集的自然发酵样品中共分离纯化得到150株曲霉纯菌株。不同曲霉菌株的菌落如图2所示,其分生孢子头、分生孢子梗、顶囊、分生孢子等形态特征各不相同,表明来自不同生境分离获得的曲霉属菌株有较丰富的多样性。

2.2 产Lovastatin曲霉菌株的TLC初筛结果

状态要素采集是指监测和获取环境中的重要数据或元素,其本质是对所需信息的采集。信息的获取是电力通信设备自动巡检系统的重要基础。传统巡检过程由人工进行纸质采集数据,这样会带来许多问题。为此,本文采用一套基于移动通信设备的电力通信设备数据采集方案,充分利用当前移动终端设备具有良好的便携性与普及性等特点,结合二维码扫描技术、GPS定位等技术,构建了新型的网络移动软件架构智能巡检体系[4],图1为本移动巡检系统状态要素采集流程。

2.3 曲霉属菌株Lovastatin产量HPLC检测复筛结果

用HPLC法对25株产Lovastatin的曲霉纯菌株发酵液进行复筛,如图4所示,25株曲霉菌株的Lovastatin产量存在显著差异,Lovastatin产量范围为5~56 μg/mL(数据未显示)。经筛选编号为 A-28、A-59、A-65、A-117和A-138的5株曲霉菌株Lovastatin产量较高,范围为 32.34~56.05 μg/mL(表 1)。

 

表1 5株曲霉菌株的编号、来源和Lovastatin产量

  

菌株编号 菌株来源 Lovastatin产量(μg/mL)A-28 面 包 45.82 A-59 哈密瓜 32.34 A-65 土 壤 48.26 A-117 稻 谷 53.38 A-138 黄 豆 56. 05

2.4 5株曲霉菌株形态特征

  

图2 代表性曲霉菌株的菌落

  

图3 产Lovastatin曲霉菌株发酵液薄层层析的初筛结果

  

图4 Lovastatin标准品(左)和曲霉菌株发酵液(右)HPLC检测

2.4.1 菌落特征 (1)A-28菌株:PDA培养基上的菌落初期为白色绒毛状,2 d后中心菌丝开始变绿,气生菌丝密而短小,培养5 d后色泽变为灰蓝色,边缘呈白色,培养15 d菌落直径达50~65 mm(图5),质地粉粒状,有环形沟纹,分生孢子结构大量,分生孢子区边缘部分呈现灰蓝色;菌落反面灰蓝色。(2)A-59菌株:PDA培养基上的菌落初期为白色绒毛状,质地丝绒状,培养5 d后色泽变为淡褐色;培养15 d菌落直径达55~60 mm,表面平坦,分生孢子结构大量,淡褐至褐黑色;菌落反面淡黄褐色至黄褐色。(3)A-65菌株:PDA培养基上的菌落初期为白色绒毛状,培养5 d后色泽变为浅黄色,质地丝绒状;培养15 d菌落直径为40~50 mm;分生孢子结构稀少;培养15 d后絮状菌丝中出现大量白色菌丝团块,而后形成颗粒状菌核;菌落反面淡黄色。(4)A-117菌株:PDA培养基上的菌落初期为白色绒毛状,后变成黑褐色粉粒状,培养15 d菌落直径达60 mm,有环形沟纹,分生孢子结构大量,黑褐色;菌落反面黄褐色。(5)A-138菌株:PDA培养基上的菌落生长较快,质地疏松,初期为白色绒毛状,后变为黄褐色;培养15 d菌落直径达65 mm,分生孢子结构大量,黄色;菌落反面淡黄色。

通过薄层层析法初步筛选获得25株产Lovastatin的曲霉菌株。如图3所示,部分曲霉菌株发酵液层析后能明显观察到与标准品层析相似的显色条带,表明该菌株产Lovastatin较高(如图3的2,7,8,9,11,12);部分菌株在该位置条带不明显,表明该菌株产Lovastatin能力较弱(如图3的1,3,4,5,10)。挑取薄层层析目的条带较明显的菌株进行HPLC法复筛。

(7)检测防暴车转向性能。结合利用汽车转向盘的转向力测试仪与BQDC100-8型机动车流动检测线,来检测防暴车的转向性能。

2.4.2 分生孢子头特征 (1)A-28菌株:分生孢子头丰富,幼时棒形(图6),长度可达300 μm,直径达200 μm;分生孢子梗发生于基质,梗茎长短不一,短者 500~600 μm,长者可达 1 000 μm,直径 30~50 μm,壁较薄,光滑无色;顶囊由孢梗茎顶端逐渐膨大成为棍棒形(图7),长度可达250 μm,直径50~60 μm;产孢结构单层,瓶梗密集着生于顶囊的全部表面,一般为8~l2 μm×2~3 μm,生于顶囊基部者较为短小。(2)A-59菌株:分生孢子头丰富,幼时球形,直径150~200 μm;分生孢子梗发生于基质,孢梗茎1 000~2 000 μm×12~20 μm,老时黄褐色,壁平滑 ;顶囊球形或近球形,直径30~40 μm,全部表面可育;产孢结构双层,瓶梗 8~10 μm×2.5~3.0 μm。(3)A-65菌株:分生孢子头较少,球形至辐射形;分生孢子梗生自基质,孢梗茎 200~700 μm×6~11 μm,壁厚可达1.2 μm,近于光滑或显著粗糙,呈黄褐色;顶囊球形或近球形25~35 μm,全部表面可育;产孢结构双层,瓶梗 8~11 μm×2~2.5 μm。(4)A-117 菌株 :分生孢子头丰富,黑褐色球状,直径150~350 μm;分生孢子梗茎长短不一,壁较薄,表面光滑呈黄褐色;顶囊膨大成球形,双层小梗。(5)A-138菌株:分生孢子头放射状,直径100~150 μm;分生孢子梗长短不一;顶囊烧瓶形,直径50~60 μm,表面近于光滑;小梗一般为单层,瓶梗 15~25 μm ×5.0~6.5 μm,偶尔有双层,也有单、双层小梗同时存在于一个顶囊上。

(2)进行CT检查前,医护人员需询问清楚患者检查部位是否有高密度、金属物品或胰岛素泵,若有上述物品存在则必须摘除后才进行检查。

  

图5 5株曲霉菌株的菌落形态特征

  

图6 5株曲霉菌株分生孢子头自然生长形态特征(100倍)

  

图7 5株曲霉菌株分生孢子头形态特征(400倍)

  

图8 5株曲霉菌株分生孢子形态特征(400倍)

[5] Samson R A,Visagie C M,Houbraken J,et al. Phylogeny,identification and nomenclature of the genus Aspergillus[J]. Studies in Mycology,2014,78:141-173.

2.5 5株曲霉菌株的18S rDNA或ITS rDNA基因序列

2.5.1 A-28菌株 18S rDNA基因序列分析结果见图9,其长度为1 329 bp,与棒曲霉(Aspergillus clavatus)的相似度最高,达99%。

在共享西江建设方面,一是逐步实现与交通、航道、水利、环保、渔政、气象等涉水单位数据共享,建立平安西江大数据应用中心。二是深化政企合作共建,提升源头管理水平。三是持续开展水上安全知识“七进”(进企业、进校园、进社区、进渔村、进渡口、进机关、进船舶)活动。

2.5.2 A-59菌株 ITS rDNA基因序列分析结果见图10,其长度为593 bp,与塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)的相似度最高,达99%。

2.5.3 A-65菌株 ITS rDNA基因序列分析结果见图11,其长度为580 bp,与菌核曲霉(Aspergillus sclerotiorum)的相似度最高,达99%。

2.5.4 A-117菌株 18S rDNA基因序列分析结果见图12,其长度为1 302 bp,与黑曲霉(Aspergillus niger)的相似度最高,达99%。

1.2.3 曲霉菌株的形态观察 曲霉各菌株接种于PDA平板上28℃培养3~15 d,观察记录菌落特征;显微镜观察各菌株的分生孢子头、分生孢子梗、顶囊、分生孢子等的形态特征,并拍照。

2.6 5株代表性曲霉菌株的鉴定结果

根据菌株的形态特征,结合曲霉属(Aspergillus)分种检索表[10-11],鉴定结果如下:A-28菌株为棒曲霉(Aspergillus clavatus)、A-59菌株为塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)、A-65菌 株 为 菌 核 曲 霉(Aspergillus sclerotiorum)、A-117菌 株 为 黑 曲 霉(Aspergillus niger)、A-138 菌株为米曲霉(Aspergillus oryzae)。

  

图9 A-28曲霉菌株18S rDNA基因序列(1 329 bp)

  

图10 A-59曲霉菌株ITS基因序列(593 bp)

  

图11 A-65曲霉菌株ITS基因序列(580 bp)

  

图12 A-117曲霉菌株18S rDNA基因序列(1 302 bp)

  

图13 曲霉A-138菌株ITS rDNA基因序列(568 bp)

3 结论与讨论

参考文献:

从各地不同生境收集的自然发酵样品(食品、土壤、空气、有机质等)中分离纯化获得了150株曲霉属纯菌株。不同曲霉属菌株的菌落、分生孢子头、分生孢子梗、顶囊、分生孢子等形态特征各不相同;用HPLC法对25株曲霉属纯菌株发酵液进行Lovastatin产量检测,结果表明不同曲霉属菌株Lovastatin产量存在显著差异,Lovastatin产量范围为5~56 μg/mL。经筛选其中5株曲霉菌株的Lovastatin产量较高,范围为32~56 μg/mL,分别为棒曲霉(Aspergillus clavatus)、塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)、菌核曲霉(Aspergillus sclerotiorum)、黑曲霉(Aspergillus niger)和米曲霉(Aspergillus oryzae)。这表明来自不同生境分离获得的曲霉属菌株具有较丰富的多样性,试验筛选出的Lovastatin高产菌株丰富了Lovastatin工业化生产的菌种资源[12]

1.2.4 曲霉菌株的18S rDNA或ITS rDNA基因序列提取曲霉各菌株的基因组DNA,扩增18S rDNA或ITS rDNA基因,送上海生物工程公司测序。

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[3] Alberts A W,Chen J,Kuron G,et al. Mevinolin,a highly potent competitive inhibitor of hydroxymethyl-glutaryl-coenzyme a reductase and cholesterol-lowering agent[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,1980,77(7):3957-3961.

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2.4.3 分生孢子特征 (1)A-28菌株:分生孢子呈暗蓝绿色,椭圆形,表面光滑,直径3~4.5 μm×2.5~3.0 μm(图8)。(2)A-59菌株:分生孢子呈褐色,球形或近球形,表面稍粗糙,直径 4~5 μm×4.0~4.5 μm。(3)A-65菌株:分生孢子球形或近球形,较小,表面光滑,2.5~3.0 μm。(4)A-117菌株:分生孢子呈褐色,球形或近球形,表面粗糙,直径 4~5 μm×4.0~4.5 μm。(5)A-138菌株:分生孢子球形或近球形,较大,直径8.0~9.0 μm×6.5~7.5 μm,表面近于光滑。

whererepresents the linear velocity of jointand the linear velocity viof the centroid of each link Liinvolved in link Lprelative to the coordinate systemis

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职业道德教育,是职业道德活动的重要形式,是使外在的职业道德规范得以转化为会计人员内在品质和行为的有效途径。长期以来,由于我们侧重应试而忽视素质教育,导致在会计教育中重视专业技能培养而忽视职业道德教育,部分走出会计专业院校的学生,职业道德教育先天不足,成为会计队伍中一支“专而不红”的群体。

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许楚旋,吕梦霞,王嘉琦,寿碧栋,蒋冬花
《湖南农业科学》 2018年第03期
《湖南农业科学》2018年第03期文献

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