短黄杆菌3J2MO降解黄曲霉毒素研究

论文摘要

黄曲霉毒素(Aflatoxin,AFT)是由黄曲霉、寄生曲霉和特曲霉等曲霉属真菌产生的次生代谢产物,是对人类健康和社会经济发展危害程度排在第一位的真菌毒素。生物降解黄曲霉毒素方法具有高效性、安全性、环境友好性等一系列优势,成为近年来研究人员关注的热点。为探寻可用于实际生产的黄曲霉毒素生物脱毒剂,本研究选择一株短黄杆菌3J2MO,对其降解黄曲霉毒素的能力进行研究:1.研究探明短黄杆菌3J2MO具降解多种黄曲霉毒素的能力。将菌株3J2MO与系列浓度的不同种类黄曲霉毒素及其前体杂色曲霉毒素混合培养5 d,测定并计算毒素降解率。结果显示,在菌株3J2MO处理下,黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1和杂色曲霉毒素均发生了降解,每毫升菌液对五种黄曲霉毒素的降解量均可达500 ng以上,研究及文献比对结果表明,短黄杆菌3J2MO是目前能高效降解黄曲霉毒素种类最多的菌株,为农产品黄曲霉毒素污染减控提供了新的材料。2.研究明确了短黄杆菌3J2MO及其降解黄曲霉毒素B1产物发酵液的安全性。通过小鼠急性腹腔注射致病性试验,测定了菌株3J2MO及其降解黄曲霉毒素B1产物发酵液的致病性,结果显示二者无致病性;通过大鼠急性经口毒性试验测定二者的急性经口毒性,结果表明二者急性经口毒性属微毒级别;通过大鼠急性经皮毒性试验测定菌株3J2MO及其降解黄曲霉毒素B1产物发酵液的急性经皮毒性,结果显示二者急性经皮毒性水平属低毒级别。研究结果表明,短黄杆菌3J2MO降解农产品黄曲霉毒素具有高效、安全的特点,具有重要开发价值。3.研究建立了花生粕中黄曲霉毒素短黄杆菌3J2MO固态发酵法安全降解技术。通过单因素研究,探明菌液培养时间、样品培养时间、菌液接种量三个因素是菌株3J2MO降解花生粕中黄曲霉毒素的主要影响因素。通过响应面试验分析法,最终确定花生粕中黄曲霉毒素短黄杆菌3J2MO固态发酵法安全降解技术,即菌液培养时间29.04 h,样品培养时间78.72 h,菌液接种量4.12 mL(菌浓度为2.39*10~9 cfu/mL)。应用建立的黄曲霉毒素短黄杆菌3J2MO安全降解技术,花生粕中黄曲霉毒素降解率可达71.95%。本研究为农产品中黄曲霉毒素污染减控提供了高效、安全的新方法。4.测定了短黄杆菌3J2MO全基因组序列并探寻候选降解酶。对菌株3I2MO进行全基因组测序并组装,测序结果表明该菌株基因组由一条环化的染色体组成,没有质粒,基因组大小约3.99Mbp,对功能基因进行注释并分析,初步定位了一种可能的黄曲霉毒素降解酶,为降解机理的揭示提供了科学依据。本文研究结果表明,短黄杆菌3J2MO为开发农产品黄曲霉毒素脱毒剂提供了新途径。

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摘要

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第一章引言

1.1 黄曲霉毒素简介

1.1.1 黄曲霉毒素的概况

1.1.2 黄曲霉毒素的危害

1.1.3 黄曲霉毒素的产生与污染情况

1.1.4 黄曲霉毒素的限量标准

1.2 生物脱除黄曲霉毒素的研究现状

1.2.1 具有黄曲霉毒素脱除作用的生物及其效果

1.2.2 生物脱除黄曲霉毒素的相关机理研究

1.2.3 黄曲霉毒素生物脱除法当前存在的问题

1.2.4 展望

1.3 基于高通量测序技术的细菌基因组学研究进展

1.3.1 第三代测序技术简介

1.3.2 高通量测序技术在细菌基因组研究中的应用

1.4 本研究的目的及意义

1.5 本课题的主要研究内容

第二章短黄杆菌3J2MO对不同种类黄曲霉毒素及杂色曲霉素的降解能力研究

2.1 前言

2.2 仪器与试剂

2.2.1 主要仪器设备

2.2.2 主要试剂药品

2.3 实验材料与方法

2.3.1 实验材料

2.3.2 实验方法

2.4 结果与分析

2.4.1 短黄杆菌3J2MO降解毒素的种类范围研究

2.4.2 不同黄曲霉毒素含量对降解效果的影响

2.4.3 毒素降解率随时间和毒素含量变化的趋势

2.4.4 短黄杆菌3J2MO降解毒素能力与已报道菌株的比较

2.5 小结

第三章短黄杆菌3J2MO及其降解AFB1 产物的急性毒性分析

3.1 前言

3.2 仪器与试剂

3.3 实验材料与方法

3.3.1 实验材料

3.3.2 实验方法

3.4 结果与分析

3.4.1 短黄杆菌3J2MO急性毒性研究

3.4.2 AFB1 降解产物发酵液急性毒性研究

3.5 小结

第四章短黄杆菌3J2MO花生粕中降解黄曲霉毒素的应用技术研究

4.1 前言

4.2 仪器与试剂

4.2.1 主要仪器设备

4.2.2 主要试剂药品

4.3 实验材料与方法

4.3.1 实验材料

4.3.2 实验方法

4.4 结果与分析

4.4.1 花生粕中黄曲霉毒素初始污染水平测定

4.4.2 方法回收率验证

4.4.3 不同单因素对菌株3J2MO降解毒素效果的影响研究

4.4.4 短黄杆菌3J2MO毒素降解条件优化的响应面分析研究

4.5 小结

第五章短黄杆菌3J2MO全基因组序列测定与候选降解酶探寻

5.1 前言

5.2 实验仪器与试剂

5.3 实验方法

5.3.1 测序菌株准备

5.3.2 测序和基因组组装

5.3.3 基因组注释

5.4 结果与分析

5.4.1 短黄杆菌3J2MO基因组概述

5.4.2 短黄杆菌3J2MO基因组注释结果

5.5 小结

第六章全文结论

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张铭

导师: 李培武

关键词: 花生粕,短黄杆菌,黄曲霉毒素,生物降解

来源: 中国农业科学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,轻工业手工业

单位: 中国农业科学院

分类号: TS201.3

总页数: 77

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