短黄杆菌3J2MO降解黄曲霉毒素研究

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。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 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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