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真菌群体感应分子调控产油酵母的研究

作　者: 武双
导　师: 仲崇斌；赵宗保
学　校: 东北大学
专　业: 生物化工
关键词: 真菌群体感应分子产油酵母油脂发酵斯达氏油脂酵母Y2# 圆红冬孢酵母Y4#
分类号: Q93
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

化石资源日益枯竭,油品需求量与资源短缺的矛盾日益尖锐,环境恶化日趋严重,积极开发替代化石燃料的可再生新能源迫在眉睫。利用富含碳水化合物的可再生资源,通过酶催化转化或微生物发酵手段来生产能源产品和化学制品,将是可持续发展的必然趋势之一。本论文针对提高产油酵母菌转化碳水化合物生产微生物油脂效率所涉及的核心技术进行了研究。通过观察真菌群体感应分子(色醇、对羟基苯乙醇、苯乙醇、法尼醇、茴香脑和香叶醇)存在下圆红冬孢酵母(R. toruloides)Y4#菌的细胞形态变化发现真菌群体感应分子可以调控细胞从酵母到菌丝体的形态转变。对羟基苯乙醇在不同细胞密度和芳香醇浓度下抑制形态过渡；色醇、法尼醇或茴香脑在一定的细胞密度和芳香醇浓度下促进形态过渡；苯乙醇与香叶醇对形态转变的影响会因细胞密度和芳香醇浓度的不同而有所不同。实验未观察到真菌群体感应分子调控斯达氏油脂酵母(L. starkeyi)Y2#菌细胞形态的变化。实验发现对羟基苯乙醇浓度与L. starkeyi Y2#菌生物量之间存在生长依赖型关系,且当菌体达到稳定期时对羟基苯乙醇浓度达到最高。根据细菌群体感应特点,初步推断对羟基苯乙醇可能为L. starkeyi Y2#菌的群体感应分子。初步考察了真菌群体感应分子对L. starkeyi Y2#菌油脂发酵的影响。结果表明,在对数生长期添加色醇、对羟基苯乙醇或苯乙醇可以明显提高菌体生长速率、底物转化率和油脂生产强度。在不同时间添加茴香脑或香叶醇对油脂发酵的影响不明显。法尼醇明显抑制细胞生长与油脂积累。实验发现,在接种后36 h添加100μM色醇,发酵终点生物量、脂肪系数和油脂量分别比对照组提高5.4%、13.5%和13.2%,发酵时间缩短17.9%。气相色谱分析表明,添加真菌群体感应分子对菌油脂肪酸组成及其相对含量无显著影响。离子色谱分析表明,添加色醇对发酵终点培养基中各有机酸组成及其相对含量无显著影响。实验结果有助于建立调控油脂发酵的新策略,具有重要的理论和工程应用意义。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
前言  11-13
第一章文献综述  13-31
  1.1 微生物油脂的研究进展  13-14
  1.2 产油微生物种类  14-15
  1.3 微生物油脂组成及特征  15-17
  1.4 微生物油脂的生物合成及代谢调控  17-20
    1.4.1 微生物油脂的生物合成  17-19
    1.4.2 微生物油脂合成代谢调控  19-20
  1.5 微生物的群体感应系统  20-30
    1.5.1 定义  21
    1.5.2 群体感应的功能及作用  21-24
    1.5.3 微生物的群体感应系统  24-30
  1.6 课题研究意义  30-31
第二章真菌群体感应分子对产油酵母形态的影响  31-43
  2.1 引言  31
  2.2 材料与方法  31-33
    2.2.1 菌种  31
    2.2.2 主要试剂及溶液的配制  31-32
    2.2.3 主要仪器设备  32
    2.2.4 培养基  32-33
    2.2.5 分析方法  33
  2.3 结果与讨论  33-42
    2.3.1 真菌群体感应分子对R.toruloides Y4#菌细胞形态的影响  33-39
    2.3.2 真菌群体感应分子对L.starkeyi Y2#菌细胞形态的影响  39-42
  2.4 小结  42-43
第三章溶剂及产油酵母的筛选  43-49
  3.1 引言  43
  3.2 材料与方法  43-45
    3.2.1 菌种  43
    3.2.2 主要试剂  43-44
    3.2.3 主要仪器设备  44
    3.2.4 培养基  44
    3.2.5 培养条件及方法  44
    3.2.6 分析方法  44-45
  3.3 结果与讨论  45-48
    3.3.1 溶剂的选择  45-47
    3.3.2 真菌群体感应分子对油脂酵母产油能力影响初筛  47-48
  3.4 小结  48-49
第四章真菌群体感应分子对斯达氏油脂酵母油脂发酵的影响  49-63
  4.1 引言  49
  4.2 材料与方法  49-51
    4.2.1 菌种  49
    4.2.2 主要试剂  49
    4.2.3 主要仪器设备  49-50
    4.2.4 培养基  50
    4.2.5 培养条件及方法  50
    4.2.6 分析方法  50-51
  4.3 结果与讨论  51-62
    4.3.1 TrpOH对Y2#菌油脂发酵的影响  51-53
    4.3.2 TyrOH对Y2#菌油脂发酵的影响  53-55
    4.3.3 PheOH对Y2#菌油脂发酵的影响  55-56
    4.3.4 Farnesol对Y2#菌油脂发酵的影响  56
    4.3.5 Anethole对Y2#菌油脂发酵的影响  56-57
    4.3.6 Geraniol对Y2#菌油脂发酵的影响  57-58
    4.3.7 油脂脂肪酸成分分析  58-60
    4.3.8 发酵液有机酸分析  60-62
  4.4 小结  62-63
第五章斯达氏油脂酵母中对羟基苯乙醇浓度的分析  63-68
  5.1 引言  63
  5.2 材料与方法  63-64
    5.2.1 菌种  63
    5.2.2 主要试剂  63
    5.2.3 主要仪器设备  63
    5.2.4 培养基  63
    5.2.5 培养条件及方法  63-64
    5.2.6 分析方法  64
  5.3 结果与讨论  64-67
    5.3.1 Y2#菌生长与残糖消耗曲线的绘制  64-65
    5.3.2 发酵液中TyrOH的浓度与Y2#菌生物量的关系  65-67
  5.4 小结  67-68
第六章结论  68-69
  6.1 主要结论  68
  6.2 创新点  68-69
参考文献  69-75
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  75-76
致谢  76

真菌群体感应分子调控产油酵母的研究

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