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本研究对实验室保存和购买的9株黑曲霉菌株进行了产植酸酶酶活测定,并对产酶培养基和培养时间等条件进行优化,结果表明在麦麸半合成培养基中30℃发酵培养96h,产植酸酶活性最高,筛选出一株产植酸酶较高的3928菌株,酶活可达693μg/(g·min);该菌株产生的粗酶液经60℃高温处理后,酶活保存率大于85%,适用于作饲料添加剂。该菌株经紫外线诱变处理,可得到一株产植酸酶较高的2号菌株,酶活达到2050μg/(g·min)。
为了获得高产菌株的phyA基因,以便比较其序列与网上报道标准菌株序列的同源性,为后期的表达提供材料,我们采用文献报道的中性裂解法提Aspergillusniger3928的基因组DNA,并根据Genbank中报道的黑曲霉基因序列,应用DNASIS和DNASTAR设计、筛选出一对引物,并分别加入了EcoRⅠ和NotⅠ的内切酶位点。经PCR扩增后,得到一条长度约为1500bp的DNA片段,与试验设计相符。同时对PCR反应条件进行优化,确定最佳反应条件。
对PCR产物采用胶回收试剂盒进行回收,根据已报道的黑曲霉植酸酶phyA基因的酶切图谱,对目的片段进行酶切,该基因能被SacⅠ、PstⅠ和SalⅠ三种内切酶酶切,酶切片段大小与报道的相一致,鉴定了PCR扩增片段的正确性。该基因产物定向克隆到PMD-18T载体的多克隆位点上,构建了含有目的片段的重组质粒,并转化大肠杆菌JM109,获得两株阳性克隆菌株,分别称之为1#和2#。阳性菌株的序列测定表明,扩增片段中含有完整的真菌植酸酶phyA基因,扩增片段的长度为1506bp,其中在+45bp~+146bp的102个核苷酸序列是一典型的真菌内含子序列,基因内含有真菌内含子的特征保守序列,并且转录起始密码子均为ATG。该基因编码467个氨基酸,分子量大约是51.37kDa,包含有13个潜在的糖基化位点,N-端的19个氨基酸为信号肽序列,其余的448个氨基酸为成熟植酸酶的氨基酸序列。从氨基酸序列上还找到了植酸酶的活性位点序列:CRVTFAPVLSRHGARYPTDSKGK,它位于氨基酸序列的+71bp~+93bp。其中RHGARYPT是微生物来源的植酸酶活性位点中最保守的序列。
序列比较结果显示:本研究克隆的phyA基因与AY513749和AF218813的phyA基因的同源性分别是98.87%和92.62%,编码的氨基酸序列同源性分别为97.43%和92.93%。