花生收获种子后,秸秆一般被丢弃在田间,榨油加工后的花生壳和红衣等也被大量弃置。如任由这些废弃物弃之不顾,不仅会造成大量的资源浪费,而且也会对环境造成恶劣的影响。据报道花生废弃物中含有许多有价值的药用成分,尤其是白藜芦醇和木犀草素,它们是植物受到生物或非生物胁迫时产生的一种植物抗毒素,目前在医药行业等领域有着广泛地应用。课题组前期研究发现一株广谱内生真菌枫香拟茎点霉B3具有高效降解花生秸秆的作用,且全基因组测序结果表明B3含有白藜芦醇和木犀草素生物合成途径中关键酶基因,包括β-葡萄糖苷酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、白藜芦醇合酶和查尔酮合酶等。因此,本研究拟从微生物转化角度研究B3以花生废弃物为原料合成白藜芦醇联产木犀草素。首先,采用高效液相色谱-质谱联用技术研究了花生废弃物不同部位是否存在白藜芦醇和木犀草素及其生物合成的前体物质并对它们的含量进行了测定。结果表明花生秸秆中含有白藜芦醇和木犀草素及其前体物质如白藜芦醇苷、对香豆酸和咖啡酸含量分别为129.89、9.90、141.59、32.88和126.75μg/g;花生红衣中含有白藜芦醇、木犀草素、白藜芦醇苷、对香豆酸和咖啡酸含量分别为26.48、5.92、232.96、165.42和105.87μg/g;花生壳中含有白藜芦醇、木犀草素和咖啡酸含量分别为20.75、355.60和37.66μg/g。其中,白藜芦醇主要集中于花生秸秆之中,木犀草素主要集中于花生壳之中,而两者的前体物质主要集中于花生秸秆和花生红衣之中。其次,为了探究接种B3对发酵液中白藜芦醇和木犀草素含量的影响,我们以添加花生废弃物的马铃薯葡萄糖液体培养基作为发酵培养基进行实验处理。实验分为两个处理:发酵培养基中未接种B3作对照组和发酵培养基中单独接种B3作处理组。在不同时间点对发酵液中白藜芦醇和木犀草素的含量进行测定,同时发酵液中总酚、总黄酮及其抗氧化活性也在处理后被分析。与对照组相比,接种B3处理组中白藜芦醇的含量均有显著性提高,且于36 h其含量提高了90%,同时木犀草素的含量保持相对稳定。另外,发酵液中总酚和总黄酮含量呈现先升后降的趋势并于36 h达到最大值,且其抗氧化活性的变化结果与其一致。这些结果表明B3可以有效地提高花生废弃物中白藜芦醇的含量同时在发酵前期缓解木犀草素的降解。为了探究影响B3生物转化花生废弃物合成白藜芦醇联产木犀草素的关键酶基因的表达水平,我们进行了酶活和实时定量PCR实验。结果表明B3既可以通过分泌糖苷酶转化花生废弃物中的白藜芦醇苷为白藜芦醇,又可以通过从头合成途径利用花生废弃物中的对香豆酸生产白藜芦醇。最后,为了探究发酵条件如料液比、培养温度和发酵转速等对发酵液中白藜芦醇含量的影响,我们在单因素实验的基础上进行了响应面优化实验。结果表明在最适料液比为1:30下,培养基初始p H值为5.2、接种量为9.0%、培养温度为28.6℃和发酵转速为204 rpm时,菌株转化合成白藜芦醇效率最显著,经过实测在36 h白藜芦醇的含量提高了157%。根据优化后的发酵条件,将菌株接种于发酵培养基中,上5 L发酵罐进行中试放大实验,结果显示随着发酵时间的延长,白藜芦醇的含量于36 h提高了190%,同时木犀草素的含量于24 h提高了50%,这与发酵罐可以精确控制条件有关。综上所述,枫香拟茎点霉B3可以转化花生废弃物合成白藜芦醇联产木犀草素。我们认为其原因和B3分泌了与白藜芦醇和木犀草素生物合成相关的关键酶来利用花生废弃物中两者的前体物质有关。本研究对于花生中高附加值产物的开发和花生综合利用途径的拓宽具有重要的参考意义。