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肠道益生菌对动物健康生长有着十分重要的作用,其中肠道细菌是一类重要的益生菌,可在动物肠道产酶等发挥重要的助消化和抗病作用。论文主要从五个方面研究家蚕肠道产蛋白酶益生细菌的作用及其机理。
为探明家蚕肠液蛋白酶活力的基本消化生理特性,从4-5龄家蚕幼虫肠道内容物中分离出蛋白酶酶液,在不同温度、pH及金属离子处理条件下,用福林-酚法测定酶活力变化情况,确定家蚕肠液蛋白酶的最适作用条件,同时研究了家蚕中肠蛋白酶活力随龄期增长的变化规律。结果表明:在35℃、pH10.0左右条件下蛋白酶活力最大,低浓度Mn2+、Fe2+、Cu2+对酶活有抑制作用,高浓度Ca2+对酶有抑制作用,Mg2+浓度对酶活物影响不明显,家蚕中肠蛋白酶活力随龄期增长而增强。
为探明家蚕肠道中产蛋白酶细菌的种类分布及其作用效果,以家蚕4-5龄幼虫肠道内容物为材料,采用牛肉膏蛋白胨培养基和酪蛋白培养基分离筛选产蛋白酶细菌菌株,利用菌落与菌体形态学观察并结合16SrDNA序列分析鉴定其种属,结果获得4株产蛋白酶菌株“NA1”、“951 NA3”、“951NA6”和“951 NA4”,前3株均归属于不动杆菌属,951 NA4归属于枯草芽孢杆菌Bacillus subilis。
根据已经克隆得到的枯草芽孢杆菌蛋白酶基因设计引物,对所分离得到的枯草芽孢杆菌菌株产蛋白酶基因进行克隆,分别得到2644bp和1447bp的两个基因序列,将这两段序列与Genbank已有序列进行B1ast比对分析,分别与枯草芽孢杆菌中性蛋白酶基因和碱性蛋白酶基因有98%、99%的同源性,用MEGA4软件分别对其进行进化树分析,结果均符合预期要求,鉴定该试验克隆得到的两段基因序列均为枯草芽孢杆菌蛋白酶基因序列。把枯草芽孢杆菌中性蛋白酶基因连入pET-28(a+)载体,将酶切产物连接进pET28a-npr后构建重组质粒,转化宿主大肠杆菌Transetta(DE3),IPTG诱导表达目的酶蛋白,经SDS-PAGE电泳分析目的蛋白分子量约为60 kD,上清液酶活为13.66 U·mL-1。
为提高枯草芽孢杆菌蛋白酶的高效利用,对该菌株适宜发酵条件及酶学性质进行了研究。结果表明:各因素对枯草芽孢杆菌产酶活性影响的大小顺序依次为:pH值>培养温度>培养时间>装液量;最适的产酶条件为:pH7.0,培养温度:30℃,培养时间:36 h;对枯草芽孢杆菌产蛋白酶进行初步提纯后并研究得出该酶反应的最适DH10.0,最适反应温度为:60℃;该酶为碱性蛋白酶、不耐高温、不耐酸,但在35℃条件下热稳定性较好。
对该枯草芽孢杆菌发酵液进行家蚕桑叶添饲实验,分别设置试验组和对照组,每组2个重复,每个重复200头家蚕。从3龄开始,试验组桑叶添加含酶菌液,研究桑叶添加含酶菌液对家蚕生长及生产性能相关指标的影响。结果表明:随着龄期的增长,试验组增重较对照组逐渐出现明显的差异。对照组平均蛹重为1.2449g/只,实验组为1.3704g/只;对照组平均茧壳重量为0.4030g,实验组为0.4330g。对照组茧层率为24.46%,实验组为24.01%。采用相关统计学检验方法,检验得试验组平均蛹重和平均茧壳重量显著重于对照组茧层率较实验组差异不显著。以上结果表明,枯草芽孢杆菌对家蚕生长及生产性能有着一定的促进作用,但对茧层率的影响不明显。