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黑木耳液体菌种生产过程中,菌种老化现象时有发生,对黑木耳的产量及品质造成不良影响。培养基中加入添加物可影响木耳菌丝的生长,然而,以往研究多侧重于添加物对菌丝产量的影响,而在添加物对菌种老化影响方面的研究鲜见报道。本研究以黑木耳品种“黑威15”为试材,探究添加物对木耳液体菌种生长及老化的影响,筛选抗老化及易老化培养基;并分析各培养基中菌丝抗氧化酶活性、底物降解酶活性、抗氧化物质、活性氧浓度及膜质过氧化程度变化规律;通过转录组技术探究不同培养基中菌丝差异表达基因,寻找不同培养基中发挥作用的关键基因及代谢通路,对深入理解黑木耳菌种老化的机制及改进液体菌种发酵工艺具有理论和应用价值。主要研究结果如下:(1)四种添加物对黑木耳液体菌种老化影响的研究表明,25mg/ml浓度的VB1缓解菌丝老化的效果最显著,培养第16d时生长速度仍为3.7mm/d,相比于对照组提高了48%;其次为磷酸二氢钾;硫酸镁对菌丝老化有缓解作用,但抑制菌丝生长,菌丝最大生长量仅为6.63mg/m L;过量蛋白胨可促进菌丝生长但会加速菌丝老化,培养第16天时生长速度降至1.9mm/d,相比于对照组降低了24%。因此,培养基筛选结果为添加VB1、磷酸二氢钾的培养基为抗老化培养基,添加过量蛋白胨的培养基为易老化培养基。(2)随菌龄增加,筛选培养基及对照培养基中菌丝生理生化指标呈现规律性变化,各培养基中可溶性蛋白含量、淀粉酶活性及抗坏血酸过氧化物酶活性呈先升后降的趋势,表明菌种老化后菌丝代谢活性及底物降解活性显著下降,菌丝活力明显减弱;过氧化物酶活性变化趋势不明显,表明过氧化物酶在木耳菌种老化过程中不发挥主要作用;过氧化氢酶活性逐渐升高,培养结束时对照培养基、VB1培养基、磷酸二氢钾培养基、蛋白胨培养基分别提高9.48倍、10.28倍、5.10倍、6.56倍,表明在菌丝生长后期过氧化氢酶在活性氧清除中发挥主要作用。超氧化物歧化酶活性逐渐降低,第16天时对照培养基、VB1培养基、磷酸二氢钾培养基、蛋白胨培养基分别降低87.2%、65.7%、53.3%、91.5%,表明超氧化物歧化酶是菌丝生长前期活性氧清除的主要贡献者。(3)筛选培养基及对照培养基菌丝生理生化指标组间比较发现,添加VB1及磷酸二氢钾后显著提高菌丝可溶性蛋白含量、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶及淀粉酶活性。而活性氧物质H2O2浓度及O2-产生速率显著下降,同时有效抑制膜脂过氧化。添加过量蛋白胨后显著提高H2O2浓度及O2-产生速率,抑制抗氧化酶及底物降解酶活性,细胞膜过氧化程度显著高于对照及抗老化组。据此表明添加物延缓菌丝老化可能与活性氧清除系统相关,而抗氧化酶活性下降,活性氧未有效清除,进而造成的细胞膜损坏是木耳液体菌种老化的重要原因之一。(4)基于转录组测序结果,抗老化培养基及易老化培养基中分别得到1350条和2247条差异基因,且相同培养基基因表达量相关性系数均大于0.9,说明样品重复性良好。同时不同培养基间相关性系数均小于0.9,表明在RNA分子水平上,不同添加物培养基中菌丝基因表达量存在明显差异。据此推断,添加物显著影响菌丝的基因表达。(5)差异表达基因功能注释及富集分析表明,添加物可能通过改变菌丝营养物质代谢及转运活性,影响木耳液体菌种的老化反应。抗老化及易老化组差异表达基因条目最多的为膜及膜组分功能相关基因,表明细胞膜及细胞器膜的合成、修复与损伤可能是不同添加物影响木耳液体菌种老化的主要原因。KEGG分析表明,不同添加物通过介导营养物质及能量代谢来改变菌丝活性,影响黑木耳液体菌种老化。KEGG富集分析显示,除氨基酸代谢外抗老化培养基中糖鞘脂合成及易老化培养基中某些次级代谢通路基因表达存在显著上调。据此说明,抗老化培养基中添加物通过介导细胞膜受体活性,进而提高菌丝增殖活力,延缓老化反应进行。而易老化培养基中木耳菌丝次级代谢,尤其是萜类物质的合成可能是促进老化现象发生的主要原因。