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本研究主要通过对性能优良的棉籽粕发酵菌株进行诱变选育,并对选育出来的菌种进行鉴定比较,最后对棉籽粕的发酵工艺参数条件进行筛选,阐明无论是单一诱变还是复合诱变都可以有效改良微生物性状,使棉籽粕脱毒效果显著提高,为棉酚脱毒开发了新的优质菌株,并为棉籽粕资源的广泛安全使用提供更为有力的理论支持和指导。试验共分为三个部分:
第一部分:诱变选育棉籽粕高效脱毒菌株。本试验以本实验室前期研究得到的橄榄假丝酵母(Candida oleophila)、克雷克酵母(Kloeckera lindneri)、红酵母(Rhodotheceglutinis)为出发菌株,采用物理诱变剂紫外线和化学诱变剂硫酸二乙酯(DES)对三株菌株进行单一诱变及复合诱变处理,选育出棉酚降解率较高的菌株,并确定了单一诱变和复合诱变的最佳诱变条件。研究结果表明:出发菌株经紫外线和DES诱变处理后,进行有利突变株的筛选,通过初筛、复筛,获得6株棉酚降解率较高的突变株(GJ-2-25,GJ-D-25,GJ-2-25-D-25,GJ-2-20-D-20,HJ-D-20,HJ-2-20-D-20),棉酚降解率分别高达90.6g%、91.40%、89.64%,93.78%、90.78%和89.56%,比诱变前分别提高了50.00%、51.20%、48.2g%、55.14%、26.33%和24.63%。通过本试验,获得了高浓度棉酚耐受菌株,并且所获菌株对棉酚降解率极显著提高,同时显著提高了棉粕营养价值。
第二部分:诱变前后菌株的DNA鉴定与比较。试验采用EDTA快速抽提各种真菌基因组DNA,利用一对真菌通用引物ITS1和ITS4扩增来源于同属、同一个种、不同变种的真菌的核糖体ITS片段,随后进行PCR产物纯化、测序。获得菌株的序列资料后,提交给NCBI的BLAST数据库进行序列相似性检索,将真菌鉴定到属、种、变种的水平。试验结果表明:通过NCBI的BLAST数据库和BLAST2SEQUENCE子库同源性比对,GJ-D-25,GJ-2-25,GJ-2-25-D-25是同一菌种,当Querycoverage和Maxident都为100%时,诱变后菌株序列与UnculturedfungusITS1,5.8SrRNAgeneandITS2region,clonef4最为接近。当其Querycoverage为gg%,Maxident为100%时,测定的序列和Candidarailenensis18SrRNAgene(partial),ITS1,5.8SrRNAgene最为接近。通过BLAST2SEQUENCE子库同源性比对,HJ-D-20与原始菌株同源性一只有94%,发生了显著地变异,经BLASTSEQUENCE同源性比对,HJ-D-20序列与Rhodosporidiumpaludigenumstrain最为接近。
第三部分:GJ-D-25发酵棉籽粕脱毒工艺参数的筛选。以游离棉酚(Freegossypol,FG)含量和粗蛋白(Crude Protein,CP)含量为指标,分别研究不同糖源,氮源,接种量,温度及时间对发酵效果的影响,试验最终获得一套GJ-D-25建议发酵条件参数:底物组成为棉籽粕70%、玉米20%、麦麸10%,添加1%氯化铵,底物与水比例为1∶0.8,接种量为5%,温度为30℃,发酵时间72h,自然pH。
第一部分:诱变选育棉籽粕高效脱毒菌株。本试验以本实验室前期研究得到的橄榄假丝酵母(Candida oleophila)、克雷克酵母(Kloeckera lindneri)、红酵母(Rhodotheceglutinis)为出发菌株,采用物理诱变剂紫外线和化学诱变剂硫酸二乙酯(DES)对三株菌株进行单一诱变及复合诱变处理,选育出棉酚降解率较高的菌株,并确定了单一诱变和复合诱变的最佳诱变条件。研究结果表明:出发菌株经紫外线和DES诱变处理后,进行有利突变株的筛选,通过初筛、复筛,获得6株棉酚降解率较高的突变株(GJ-2-25,GJ-D-25,GJ-2-25-D-25,GJ-2-20-D-20,HJ-D-20,HJ-2-20-D-20),棉酚降解率分别高达90.6g%、91.40%、89.64%,93.78%、90.78%和89.56%,比诱变前分别提高了50.00%、51.20%、48.2g%、55.14%、26.33%和24.63%。通过本试验,获得了高浓度棉酚耐受菌株,并且所获菌株对棉酚降解率极显著提高,同时显著提高了棉粕营养价值。
第二部分:诱变前后菌株的DNA鉴定与比较。试验采用EDTA快速抽提各种真菌基因组DNA,利用一对真菌通用引物ITS1和ITS4扩增来源于同属、同一个种、不同变种的真菌的核糖体ITS片段,随后进行PCR产物纯化、测序。获得菌株的序列资料后,提交给NCBI的BLAST数据库进行序列相似性检索,将真菌鉴定到属、种、变种的水平。试验结果表明:通过NCBI的BLAST数据库和BLAST2SEQUENCE子库同源性比对,GJ-D-25,GJ-2-25,GJ-2-25-D-25是同一菌种,当Querycoverage和Maxident都为100%时,诱变后菌株序列与UnculturedfungusITS1,5.8SrRNAgeneandITS2region,clonef4最为接近。当其Querycoverage为gg%,Maxident为100%时,测定的序列和Candidarailenensis18SrRNAgene(partial),ITS1,5.8SrRNAgene最为接近。通过BLAST2SEQUENCE子库同源性比对,HJ-D-20与原始菌株同源性一只有94%,发生了显著地变异,经BLASTSEQUENCE同源性比对,HJ-D-20序列与Rhodosporidiumpaludigenumstrain最为接近。
第三部分:GJ-D-25发酵棉籽粕脱毒工艺参数的筛选。以游离棉酚(Freegossypol,FG)含量和粗蛋白(Crude Protein,CP)含量为指标,分别研究不同糖源,氮源,接种量,温度及时间对发酵效果的影响,试验最终获得一套GJ-D-25建议发酵条件参数:底物组成为棉籽粕70%、玉米20%、麦麸10%,添加1%氯化铵,底物与水比例为1∶0.8,接种量为5%,温度为30℃,发酵时间72h,自然pH。