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玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是由镰刀菌属产生的非甾体类雌激素毒素,广泛存在于霉变的谷类作物及其籽粒中,可引起人或动物的雌激素过多症等疾病。本论文筛选能将ZEN转化为无雌激素毒性脱毒产物的微生物,并分析其脱毒特性和脱毒产物结构,构建土壤宏基因组Fosmid文库,筛选脱除ZEN的功能基因片段,为ZEN的生物脱毒及应用提供理论基础。论文主要研究内容和结果如下:(1)从赤霉病高发区域采集土壤样品140份,通过土壤预处理得到其中微生物资源,并通过96孔板高通量筛查法,从土壤样品中筛选得到3株能高效脱除ZEN的菌株,分别为Fu2-3、Fu41-3和Fu44-1,经过16S rDNA鉴定分别为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)、和鞘脂单胞菌(Sphingobium)。(2)选取筛选得到的芽孢杆菌Fu2-3和Fu41-3,以及课题组保藏的ZEN脱毒芽孢杆菌101、246、373、KCH、R1进行脱毒能力和脱毒效果的比较,测定其生长曲线和ZEN脱毒曲线,结果表明,菌株KCH生长达到稳定期所需时间最短,菌株101稳定期时菌密度最高,菌株373的ZEN(10μg/m L)脱除速率最高。(3)结合HPLC法和BLYES法,比较不同脱毒菌株ZEN脱毒产物的雌激素毒性,其中菌株KCH、R1、373的脱毒产物酵母发光值响应较高,仍具有一定雌激素毒性。菌株101和Fu2-3的脱毒产物基本无雌激素毒性,脱毒效果最好。(4)探究了菌株101的脱毒特性,结果表明:菌株101的细胞膜能够吸附少部分ZEN,但菌株对ZEN的脱毒作用主要是活性物质对其结构的转化,且该活性物质位于胞外上清液中。该活性物质受温度和EDTA的影响较大,经高温处理或较高浓度EDTA处理后,可极大降低活性物质清除ZEN的能力。(5)利用LC-MS进行脱毒产物的结构分析,得到菌株101的脱毒产物分子量为480,分子式为C24H32O10,脱毒产物为ZEN-14-β,D-葡糖苷或ZEN-16-β,D-葡糖苷。(6)利用赤霉病发病田间采集的土样进行土壤宏基因组Fosmid文库构建。总文库滴度约为9.5×103个,并筛选得到3个具有明显ZEN清除效果的阳性克隆孔。