碳、氮源对猴头菌菌丝和子实体生长及胞外酶的影响
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猴头菌的基因调控网络研究猴头菌(Amanita muscaria)是一种广泛分布于北半球的有毒真菌。
它以其鲜艳的红色菌盖和白色斑点而闻名,并且在许多文化中具有神秘和神奇的象征意义。
尽管猴头菌具有很高的毒性,但对其基因调控网络的研究仍然具有重要的科学意义。
通过深入研究猴头菌基因的调控机制,可以帮助我们更好地了解这一有毒真菌的生长和代谢过程。
猴头菌的基因组已经被测序并得到了广泛的注释。
研究人员通过对猴头菌中不同发育阶段的菌丝体和子实体进行基因表达分析,揭示了猴头菌基因调控网络的一些重要特点。
其中,一些关键性的转录因子和信号传导通路在猴头菌的生长和发育中发挥着重要作用。
猴头菌的生长和子实体形成过程受到多个信号传导通路的调控。
其中,主要包括内源激素、细胞信号传导和环境应激响应等。
以内源激素为例,研究表明猴头菌的生长和发育过程中激素水平的变化对基因调控起着重要作用。
激素会通过与细胞内的受体结合,激活特定基因座的转录活性,从而调控猴头菌的生长和发育过程。
此外,一些细胞信号通路,如MAPK通路和cAMP通路,在猴头菌的发育过程中也发挥着重要作用。
猴头菌的基因调控网络还涉及到许多重要的转录因子。
这些转录因子通过结合DNA序列,可以激活或抑制特定基因的表达。
研究表明,在猴头菌的生长和发育过程中有许多与转录因子相关的基因发生表达变化。
这些转录因子可以通过形成复合物,与其他蛋白质相互作用,并调控整个基因表达网络。
通过对这些转录因子以及它们调控的靶基因的研究,我们可以揭示猴头菌生长和发育过程中的分子机制。
另一个关键的方面是猴头菌的代谢过程与基因调控的联系。
研究表明,猴头菌的代谢过程中许多关键的酶和代谢途径受到基因调控的影响。
通过分析不同发育阶段的猴头菌的代谢产物,可以了解这些基因调控网络在代谢途径中的作用和调控效应。
此外,研究人员还发现某些基因的突变会导致猴头菌生物合成次生代谢产物的改变,这进一步证明了基因调控在猴头菌代谢过程中的重要性。
生物炭对土壤酶活和细菌群落的影响及其作用机制一、本文概述本文旨在探讨生物炭对土壤酶活性和细菌群落的影响及其潜在的作用机制。
生物炭作为一种由生物质经热解或气化产生的富含碳的固体产物,近年来在农业和环境科学领域引起了广泛关注。
由于其具有多孔性、高比表面积和良好的吸附性能,生物炭在改善土壤质量、提高土壤酶活性以及调控土壤微生物群落结构方面显示出巨大潜力。
本文首先介绍了生物炭的基本性质和制备方法,为后续研究提供基础。
接着,通过综述相关文献和实验数据,分析了生物炭对土壤酶活性的影响。
土壤酶作为土壤生物化学反应的重要催化剂,其活性直接影响着土壤中有机物的分解和养分的转化。
本文详细探讨了生物炭对几种关键土壤酶(如脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶等)活性的影响及其机制。
本文还重点研究了生物炭对土壤细菌群落的影响。
土壤细菌作为土壤生态系统中最丰富和最重要的微生物类群之一,对土壤肥力和作物生长具有重要影响。
通过高通量测序等现代分子生物学技术,本文分析了生物炭处理下土壤细菌群落结构的变化,并探讨了生物炭对细菌群落多样性和功能的影响及其机制。
本文旨在全面解析生物炭对土壤酶活性和细菌群落的影响及其作用机制,为生物炭在农业可持续发展和生态环境保护中的应用提供科学依据。
二、生物炭对土壤酶活的影响土壤酶是土壤生物化学反应的重要驱动力,对土壤肥力和微生物活动具有重要影响。
生物炭作为一种新型的土壤改良剂,其对土壤酶活的影响一直是研究热点。
本部分将探讨生物炭对土壤酶活的影响及其可能的作用机制。
生物炭的施入可以显著提高土壤中某些酶的活性。
这主要归因于生物炭的多孔结构和巨大的比表面积,为土壤酶提供了更多的附着位点,从而增强了酶的活性。
生物炭的碱性特性也有助于提高土壤中某些酶的活性,尤其是在酸性土壤中。
生物炭对土壤酶活的影响还与其自身的理化性质密切相关。
生物炭的含碳量、灰分含量、表面官能团等特性都会影响其与土壤酶的相互作用。
例如,生物炭表面的负电荷可以吸引带正电荷的酶分子,从而增强酶的活性。
五株羊肚菌碳、氮源及适合发酵菌株的筛选摘要:以菌丝体生物量和胞外多糖量为指标,分别采用不同碳源和氮源对5株羊肚菌[Morchella angusticeps、M. conica、Morchella sp. (50647)、Morchella sp. (50648)和M. esculenta]进行液体发酵,筛选出这5株羊肚菌的最佳碳源、氮源以及最适合液体发酵的菌株。
实验结果表明:5株羊肚菌最佳碳源均为可溶性淀粉,最佳氮源分别为: 硫酸铵、蛋白胨、酵母膏、硝酸钠、硝酸钠。
最适合液体发酵的菌株为Morchella angusticeps,其生长到第7天时菌丝体生物量最高,可达5.76 g/L;第12天左右时胞外多糖产量最高,可达2.17 g/L。
关键词:羊肚菌;碳源;氮源;菌丝体生物量;胞外多糖羊肚菌(Morchella sp.)又名羊肚菜、包谷菌等。
羊肚菌菌盖近圆锥形,表面形成许多凹陷,因状似羊肚而得名。
近来研究发现羊肚菌富含多糖,具有免疫调节、抗氧化、抗肿瘤功能[1]。
真菌多糖虽不能直接杀死肿瘤细胞,但却可以促进机体T细胞和NK细胞的活性,提高机体免疫能力,从而达到抑制肿瘤细胞增生的目的[2]。
由于液体发酵羊肚菌菌丝体产量高、生产周期短,且营养成分与子实体基本相似[3],因此是解决羊肚菌多糖需求量大及野生羊肚菌资源匮乏这一矛盾的最佳途径。
目前,我国的科研工作者在提高羊肚菌液体发酵工艺条件的研究上取得了一定的进展。
研究表明,不同的羊肚菌所需的最优碳源、氮源存在着明显差异[4,5],因此筛选适合液体发酵的菌种及培养条件具有重要意义。
1 材料与方法1.1材料1.1.1供试菌种本试验所用五株羊肚菌菌株Morchella angusticeps(50536,山东),Morchella conica (50537,山东),Morchella sp. (50647,辽宁),Morchella sp.(50648,辽宁),Morchella esculenta (51009,美国)由中国农业科学院土壤肥料所赠送。
猴头菌活性成分及药理作用研究进展王晓玉1,2,蒋秋燕3,凌沛学1,2,张天民1,2(1.山东大学药学院,山东济南250012;2.山东省生物药物研究院博士后科研工作站,山东济南250101;3.山东商业职业技术学院生物工程学院,山东济南250103) 摘 要:猴头菌作为一种药食兼用菌,在治疗消化道疾病、神经功能障碍、糖尿病、肿瘤等方面引起了人们的广泛关注,其抗氧化、抗衰老、免疫调节作用也很明显。
对猴头菌中活性成分的分离、结构及相应药理作用也进行了较为深入的研究。
此文对猴头菌的最新研究进展进行综述。
关键词:猴头菌;活性成分;结构;药理作用 中图分类号:R285 文献标识码:A 文章编号:100521678(2010)0120070203R esearch progress on the effective components of Hericium erinaceus and itspharmacological actionsW ANG X iao 2yu 1,2,J I ANG Qiu 2yan 3,LI NG Pei 2xue 1,2,ZH ANG T ian 2min 1,2(1.School o f Pharmaceutical Science ,Shandong Univer sity ,Jinan 250012,China ;2.Postdoctoral Scientific Research Workstation ,Institute o f Biopharmaceuticals o f Shandong Province ,Jinan 250101,China ;3.Biotechnology Department ,Shandong Institute o f Commerce and Technology ,Jinan 250103,China )收稿日期:2009206215作者简介:王晓玉(19862),女,山东潍坊人,硕士研究生,微生物与生化药学专业;凌沛学,通信作者,研究员,博士生导师,T el :0531281213003,E 2mail :peixue.1ing @ 。
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄photosynthesisforwinterwheat[J].Photosynthetica,2008,46(4):637-640.[8]FarquharGD,CaemmerersS,BerryJA.AbiochemicalmodelofphotosyntheticCO2assimilationinleavesofC3species[J].Planta,1980,149(1):78-90.[9]YuQ,ZhangYQ,LiuYF,etal.Simulationofthestomatalconductanceofwinterwheatinresponsetolight,temperatureandCO2changes[J].AnnalsofBotany,2004,93(4):435-441.[10]叶子飘.光合作用对光和CO2响应模型的研究进展[J].植物生态学报,2010,34(6):727-740.[11]邱国雄.植物光合作用的效率[C]//余文叔.植物生理学和分子生物学.北京:科学出版社,1992:236-243.[12]王富刚,徐伟洲,亢福仁,等.不同坡向条件下小叶杨光合光响应曲线研究[J].水土保持研究,2015,22(6):177-182.[13]德庆措姆,高 松.红颜草莓不同距离分株对光强和CO2浓度的响应特征[J].江苏农业科学,2015,43(9):208-210.[14]陈晓亚,薛红卫.植物生理与分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2012,6:267-279.[15]毕玉伟,秦 俊,王奎玲,等.不同季节凤丹光合特性的初步研究[J].天津农业科学,2011,17(1):18-21.范博文,龚教龙,林俊俊,等.碳、氮源对猴头菌菌丝和子实体生长及胞外酶的影响[J].江苏农业科学,2018,46(18):122-126.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2018.18.030碳、氮源对猴头菌菌丝和子实体生长及胞外酶的影响范博文,龚教龙,林俊俊,赵 莹,石新新,唐春双,王智慧,李佐同,杨克军,赵长江(黑龙江八一农垦大学农学院/寒地作物种质改良与栽培重点实验室,黑龙江大庆163319) 摘要:以猴头菌(Hericiumerinaceus)菌种“RT22”为材料,研究猴头菌菌丝及子实体原基营养生理特性。
将猴头菌接种到不同碳、氮源培养基上培养,测定其菌丝生长速度、子实体原基品质及胞外酶活性等相关指标。
结果发现:不同碳、氮源对猴头菌菌丝生长速度影响不同,猴头菌菌丝生长速度较快的处理为葡萄糖、果糖2种碳源和酵母膏、酵母浸粉、蛋白胨3种氮源。
不同碳、氮源对猴头菌子实体原基形成影响不同,只有葡萄糖、蔗糖2种碳源和酵母膏、酵母浸粉、蛋白胨3种氮源可以形成子实体原基。
不同碳、氮源会导致猴头菌胞外酶活性发生变化,且胞外酶活性与菌丝干质量存在着正相关关系。
关键词:猴头菌;碳源;氮源;菌丝体;子实体;胞外酶活性 中图分类号:S646.906 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2018)18-0122-05收稿日期:2017-03-22基金项目:中央引导地方科技发展专项(编号:ZY16A06);黑龙江省应用技术研究与开发计划(编号:GZ13B018);黑龙江省大庆市创新能力建设项目(编号:SJH-2013-35);农垦总局科技攻关项目(编号:HNK135-02-05);黑龙江八一农垦大学研究生创新项目(编号:YJSCX2016-Y01)。
作者简介:范博文(1992—),男,黑龙江克山人,硕士研究生,主要从事食用菌栽培研究。
E-mail:1227507946@qq.com。
通信作者:李佐同,博士,教授,博士生导师,研究方向为作物高产栽培技术理论及秸秆循环再生利用,E-mail:lxg6401999@163.com;赵长江,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为作物逆境生理生化及秸秆循环再生利用,E-mail:zhaocj15@126.com。
猴头菌(Hericiumerinaceus)是我国珍贵的食药兼用真菌[1],属于猴菇目猴菇科猴菇属[2]。
猴头菌味道鲜美,营养丰富,有“山珍猴头、海味燕窝”之称。
近几年,随着市场需求的增大,人们对猴头菌的研究也不断加大。
但研究主要集中在栽培技术方面,对猴头菌的生理特性研究较少,且不具有系统性。
赵占国等认为猴头菌菌丝生长最适宜的碳源为葡萄糖和甘露糖,麦芽糖、淀粉、乳糖等次之[3]。
石勇民等认为猴头菇菌丝在蛋白胨作为氮源的培养基中干质量最大,酵母膏次之,并且对于有机氮的利用效果强于无机氮[4]。
何锦星通过利用棉籽壳和酒渣2种不同培养料栽培猴头菌,将所得到的两种子实体与野生猴头菌子实体进行对比,发现三者品质都不同,表明了不同营养对猴头菌子实体品质有一定影响[5]。
目前,对猴头菌所需不同种类碳、氮源的研究主要集中在菌丝期,原因是按照传统方法单一碳、氮源固体培养很难形成子实体,而吴政声用液体培养在9种食用菌中做出菇试验,成功形成子实体[6]。
将液体培养与探究碳、氮源对猴头菌营养利用相结合,能更深一步了解不同营养对猴头菌理化性质的影响。
本试验通过探究不同碳、氮源对猴头菌菌丝和子实体生长以及胞外酶的影响,为猴头菌营养利用规律提供理论依据。
1 材料与方法1.1 供试菌株猴头菌(Hericiumerinaceus)菌株RT22由黑龙江省农业科学院牡丹江分院提供。
1.2 培养基基础培养基(蛋白胨葡萄糖琼脂培养基):蛋白胨2.0g,葡萄糖20.0g,磷酸氢二钾1.0g,硫酸镁0.5g,磷酸二氢钾0.5g,维生素B10.5g,琼脂20.0g,水1000.0mL。
碳源固体培养基:将基础培养基中葡萄糖分别用供试碳源(麦芽糖、乳糖、葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素、果糖)替代,供试碳源浓度为20g/L。
碳源液体培养基:去掉固体培养基配方中琼脂,并将基础培养基中葡萄糖分别用供试碳源(麦芽糖、乳糖、葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素、果糖)替代。
供试碳源浓度为20g/L。
氮源固体培养基:将基础培养基中蛋白胨分别用供试氮源(苯丙氨酸、谷氨酰胺、硝酸铵、尿素、蛋白胨、酵母膏、酵母浸粉)替代,供试氮源浓度为2g/L。
氮源液体培养基:去掉固体培养基配方中琼脂,并将基础培养基中蛋白胨分别用供试氮源(苯丙氨酸、谷氨酰胺、硝酸铵、尿素、蛋白胨、酵母膏、酵母浸粉)替代,供试氮源浓度为2g/L。
1.3 猴头菌生长试验1.3.1 猴头菌菌丝生长试验 菌种活化后,取直径5mm的菌种块,接种到固体培养基上,温度25℃避光培养,之后测定菌丝生长指标。
试验均采用直径90mm的培养皿,其中培养基用量20mL/皿。
每个处理3次重复。
1.3.2 猴头菌子实体原基生长试验 菌种活化后,取直径5mm的菌种块,接种到液体培养基中(每瓶接种10个菌种块),温度25℃避光培养20d后,测定菌丝生长指标。
菌丝移入温度18℃、光照800~1000lx条件下出菇。
出菇期第25天(此时形成子实体处理中九成达到要求)收集子实体原基,测定其品质;吸取培养液,8000r/min、4℃离心10min,取上清液测定其酶活性。
每个处理3次重复。
1.4 指标测定1.4.1 生长指标测定 固体培养第15天测菌丝生长速度,固体和液体培养第20天,取菌丝(固体菌丝用刀片刮下)80℃烘干至恒质量,称取干重。
1.4.2 子实体原基品质相关指标测定1.4.2.1 还原糖含量测定 取3g样品,加入50mL蒸馏水,置于50℃恒温水浴中保温20min,使还原糖浸出,定容至100mL。
在U3900型紫外可见分光光度计(日立)540nm波长处测吸光度[7]。
1.4.2.2 可溶性糖含量测定 取干样0.1g,加5ml蒸馏水,沸水中提取30min,提取液过滤定容至25mL容量瓶中。
吸取样品提取液0.5mL于20mL刻度试管中,加蒸馏水1.5mL,在U3900型紫外可见分光光度计630nm波长处测吸光度[7]。
1.4.2.3 蛋白含量测定 取0.5g样品,加入2mL蒸馏水,研磨制匀浆,再加6mL蒸馏水洗涤后转移到离心管,室温放置0.5~1.0h充分提取,然后在4000r/min离心20min,转移上清液并定容至10mL容量瓶中,即为提取液。
取0.1mL提取液,加入5mL考马斯亮蓝G-250蛋白试剂,放置2min后,在U3900型紫外可见分光光度计以595nm波长处测吸光度[7]。
1.4.3 胞外酶活力测定1.4.3.1 羧甲基纤维素酶活性测定 取0.5mL酶液和1.5mLpH值为4.6的羧甲基纤维素钠溶液混合,置于40℃水浴锅保温30min。
沸水中煮沸15min后,取0.5mL用DNS法测还原糖生成量。
U3900型紫外可见分光光度计以540nm波长处测定吸光度[7]。
1.4.3.2 半纤维素酶活性测定 将0.5mL酶液和1mL1%的木聚糖溶液混匀后,在50℃水浴锅保温1h,取出加入2mLDNS试剂,煮沸5min。
取出待定容至20mL,以煮沸灭活的酶液作对照在U3900型紫外可见分光光度计540nm波长处测定吸光度[8]。
1.4.3.3 淀粉酶活性测定 将0.5mLpH值为5.6的0.1mol/L柠檬酸缓冲液和0.5mL酶液混合匀后40℃水浴15min,加入40℃1%的可溶性淀粉1mL,混匀,40℃水浴5min,加入2mL0.4mol/LNaOH。
取混合溶液2mL和2mLDNS试剂,煮沸5min,取出冷却,加入蒸馏水定容至25mL,在U3900型紫外可见分光光度计520nm波长处测吸光度[9]。
2 结果与分析2.1 不同碳、氮源对猴头菌菌丝生长的影响研究发现,不同碳源处理对猴头菌丝生长有明显影响(图1,表1)。
几种碳源菌丝日均生长速度从高到低顺序是果糖>葡萄糖>蔗糖>麦芽糖>淀粉>乳糖>纤维素。
其中,以果糖或葡萄糖为碳源,猴头菌菌丝生长较好,菌丝日均生长速度分别为0.54、0.51cm/d。
以纤维素为碳源,猴头菌菌丝生长最差,菌丝日均生长速度为0.15cm/d。
不同氮源处理对猴头菌丝生长也有明显影响(图1,表2)。
几种氮源菌丝日均生长速度从高到低顺序是酵母浸粉>酵母膏>蛋白胨>谷氨酰胺>硝酸铵>苯丙氨酸>尿素。
其中,以酵母浸粉、酵母膏和蛋白胨为氮源,猴头菌菌丝生长较好,菌丝日均生长速度分别为0.56、0.54、0.51cm/d。
以尿素为氮源,猴头菌菌丝生长最差,菌丝日均生长速度为0.03cm/d。
表1 不同碳源对菌丝生长速度的影响碳源菌丝日均生长速度(cm/d)差异显著性F0.05F0.01果糖0.54aA葡萄糖0.51abAB蔗糖0.48bABC麦芽糖0.47bcBC淀粉0.43cC乳糖0.33dD纤维素0.15eE2.2 不同碳、氮源对猴头菌子实体原基品质的影响将猴头菌进行液体培养后,只有葡萄糖、蔗糖、蛋白胨、酵母浸粉、酵母膏5个处理可以形成子实体原基。