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爱媛类芽孢杆菌抗菌肽对扩展青霉孢子的抑制作用机制

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食品科学 2023年第15期44卷 19-27页

作者：王志新刘丹丹贾紫伟黄玉清宁亚维贾英民河北科技大学食品与生物学院河北石家庄050018 北京工商大学食品与健康学院北京100048

扩展青霉(Penicillium expansum)会导致水果腐烂变质,危害消费者身体健康,是采后水果常见的腐败菌,研究爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis)抗菌肽对扩展青霉孢子的抑制作用机制具有重要意义。本实验采用微量二倍稀释法和时间-杀... 详细信息

扩展青霉(Penicillium expansum)会导致水果腐烂变质,危害消费者身体健康,是采后水果常见的腐败菌,研究爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis)抗菌肽对扩展青霉孢子的抑制作用机制具有重要意义。本实验采用微量二倍稀释法和时间-杀菌曲线测定抗菌肽对扩展青霉孢子的抑菌活性,采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察抗菌肽对扩展青霉孢子超微结构的影响,采用荧光探针分析抗菌肽对扩展青霉细胞膜和活性氧累积的影响,以探究爱媛类芽孢杆菌抗菌肽对扩展青霉孢子的抑制作用机制。结果显示,抗菌肽对扩展青霉孢子的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)为3.5 AU/mL。经0.5、1 MIC和2 MIC抗菌肽处理的扩展青霉孢子萌发率降低显著(P<0.05),与空白对照组相比,分别降低了28.30%、84.57%和100%。抗菌肽作用后,导致扩展青霉孢子凹陷严重、内容物泄漏、形态和结构发生改变,且抗菌肽使扩展青霉的细胞壁受到损伤,导致碱性磷酸酶外泄。抗菌肽作用扩展青霉后,消散了细胞膜电势,且消散程度呈浓度依赖性;增加了细胞膜渗透性,导致K+外泄;增加了细胞膜的流动性,使DPH荧光强度显著降低(P<0.05);破坏了细胞膜完整性,使SYTOX-Green荧光强度和PI沾染率升高。同时,经1、2 MIC抗菌肽处理的扩展青霉孢子DCFH-DA荧光强度显著增大(P<0.05),细胞内出现活性氧累积,影响了扩展青霉孢子正常的生理代谢。综上,抗菌肽对扩展青霉孢子抑制作用的靶位点主要为细胞膜和活性氧代谢。

关键词：爱媛类芽孢杆菌抗菌肽扩展青霉孢子抑菌机制

产抗真菌肽的爱媛类芽孢杆菌HD的筛选、鉴定及发酵条件优化

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中国食品学报 2022年第3期22卷 212-224页

作者：鲁雷震宏丹封成玲贾紫伟周景波宁亚维贾英民王志新河北科技大学食品与生物学院石家庄050018 北京工商大学食品与健康学院北京100048

目的:从土壤中筛选产抗真菌肽的菌株,并通过优化其发酵条件提高产量。方法:用琼脂扩散法筛选菌株;通过形态观察、理化测定和16S rDNA序列分析鉴定菌株;采用蛋白酶处理、硫酸铵沉淀、膜透析、热稳定性研究确定抑菌物质;采用单因素和正交... 详细信息

目的:从土壤中筛选产抗真菌肽的菌株,并通过优化其发酵条件提高产量。方法:用琼脂扩散法筛选菌株;通过形态观察、理化测定和16S rDNA序列分析鉴定菌株;采用蛋白酶处理、硫酸铵沉淀、膜透析、热稳定性研究确定抑菌物质;采用单因素和正交试验优化其发酵条件,并在发酵罐中放大验证。结果:获得1株产抗真菌物质的菌株,鉴定为爱媛类芽孢杆菌,命名为爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis)HD。所产抑菌物质为小分子多肽,分子质量约1 ku,其抑菌谱广,能抑制多株腐败真菌和致病细菌。爱媛类芽孢杆菌HD发酵产抗真菌肽最佳条件为:甘露醇2.5 g/L,MgSO_(4)3.0 g/L,鱼蛋白胨10 g/L,初始pH 7.5,装液量40 mL/250 mL,接种量1×10_(8) CFU/mL,摇床转速220 r/min,发酵温度32℃,发酵时间32 h。在该条件下,抗真菌肽效价为324.92 AU/mL,比优化前提高了3.63倍。在5 L和30 L发酵罐中进行发酵验证,抗真菌肽效价分别为371.01 AU/mL和364.05 AU/mL,产量达到最高时的时间提前至20 h。结论:爱媛类芽孢杆菌HD所产抗菌肽具有较好抑菌作用,且经发酵优化与放大后产量稳定。

关键词：爱媛类芽孢杆菌抗真菌肽筛选鉴定发酵优化

一株耐高温硫氧化菌爱媛类芽孢杆菌的分离鉴定及其发酵条件优化

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微生物学通报 2022年第1期49卷 25-38页

作者：陈莉赵艺周雨洁李伟光哈尔滨工业大学环境学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

【背景】市政污泥堆肥过程中大量释放的含硫臭气不仅会污染周围环境,也会降低堆肥质量。生物脱硫除臭技术具有效率高、无二次污染等优点,但目前研究较多的中常温硫氧化菌在堆肥高温环境中易失活,而耐高温菌的研究较少,其在高温条件下的... 详细信息

【背景】市政污泥堆肥过程中大量释放的含硫臭气不仅会污染周围环境,也会降低堆肥质量。生物脱硫除臭技术具有效率高、无二次污染等优点,但目前研究较多的中常温硫氧化菌在堆肥高温环境中易失活,而耐高温菌的研究较少,其在高温条件下的脱硫性能有待进一步探究。【目的】筛选并鉴定耐高温硫氧化菌株,研究并优化硫氧化的环境条件,为该菌在堆肥脱硫除臭方面的应用提供理论基础。【方法】利用含硫化物的选择性培养基从污泥堆肥物料中筛选纯化耐高温菌株,从表观形态观察、生理生化分析和16S rRNA基因序列分析的角度确定其种属地位,结合单因素分析和正交试验优化影响菌株硫氧化作用和生长能力的环境条件,并用Logistic模型拟合该菌的生长动力学曲线。【结果】筛选出一株耐高温硫氧化菌LYH-1,初步鉴定为爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis),该菌的16S rRNA基因序列GenBank登录号为MW659161。优化后的最佳硫氧化条件为温度50℃、pH 7.5、接种量5%,此时硫酸盐的生成量可达到86.89 mg/L、生成率为36.20%。优化后的最佳生长条件为温度50℃、pH 8.0、接种量5%,此时的OD_(420)可达到0.520;同时在该生长条件下拟合菌株的生长动力学,得到最大比生长速率μm为0.3042 h^(−1)。【结论】爱媛类芽孢杆菌LYH-1具有较强的硫氧化能力和环境抗逆性,这为生物脱硫研究领域提供了新的菌种资源,也为污泥堆肥高温期的含硫臭气控制提供了一定的理论支持。

关键词：耐高温爱媛类芽孢杆菌生长动力学硫氧化性能发酵优化

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聚驱后微生物提高石油采收率

聚驱后微生物提高石油采收率

作者：董浩长江大学

学位级别：硕士

目前很多陆上油田开发进入中后期,并大规模采用聚合物驱等三次采油技术提高采收率,采出液含水大幅增加,而可采储量的半成以上仍被圈闭在地下,目前普遍面临着开采难度大、成本高、采收率低等难题和巨大压力,如何进一步提高采收率对聚驱... 详细信息

目前很多陆上油田开发进入中后期,并大规模采用聚合物驱等三次采油技术提高采收率,采出液含水大幅增加,而可采储量的半成以上仍被圈闭在地下,目前普遍面临着开采难度大、成本高、采收率低等难题和巨大压力,如何进一步提高采收率对聚驱后油田具有重要的历史意义。本文采用建立16S rDNA克隆文库的方法研究了大庆采油三厂、大庆采油四厂和大港港西部分聚驱后油藏内源微生物资源及几种常见水处理添加剂对内源微生物的影响,为聚驱后进一步的微生物驱提供理论依据,分离出一株产聚合物微生物,并对该菌的原油降解功能进行评价。研究主要内容如下： (1)采用建立16S rDNA克隆文库方法研究了聚驱后大庆油田采油三厂、大庆采油四厂和大港油田港西部分区块内源微生物群落结构,研究结果表明大港样品中微生物种类明显少于大庆样品,施氏假单胞菌和铜绿假单胞菌在两个区块多个样品中均占主导地位。 (2)采用建立16S rDNA克隆文库方法对经产聚合物培养基选择富集后的样品进行群落分析,结果表明,主要的产多糖菌为爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis),此外土壤根癌杆菌(Agrobacterium tumefaciens)、嗜麦寡养食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、红球菌(Rhodococcus qingshengii)等产多糖微生物分别在不同样品中均占主导地位。调剖过程中主要激活了三类产多糖菌,调剖一年后微生物多样性明显增加,产生物表活剂菌和降解石油烃菌都被共同激活。 (3)采用最大似然估计法和16S rDNA克隆文库相结合的方法对几种常见水处理添加剂对聚驱后内源微生物的影响进行研究,结果表明加入水处理添加剂后微生物生长活性降低,群落结构变化显著。其中烃降解菌生长活性最易受处理剂影响;油井样品中大量存在的施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)对处理剂较为敏感;而加入处理剂剂前未检测到的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)在加入破乳剂、杀菌剂和阻垢剂后成为群落中的优势菌;水井样品中加入杀菌剂后只检测到微小杆菌(Exiguobacterium sp.),加入破乳剂、絮凝剂、阻垢剂前后陶厄氏菌(Thauera sp.)均在样品中占主导地位,表明水井中该类菌对激烈处理剂有一定的抗性。 (4)分离出一株单菌DT-1,经分子学鉴定为爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis),初步的研究了该菌的生理生化特征及生长特性;并分析调剖前后原油组分变化,结果表明其对芳烃和沥青质有一定的降解作用,原油变化显著。

关键词：聚驱后油藏生物多样性 16S rDNA克隆文库爱媛类芽孢杆菌微生物降解

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抗真菌肽产生菌的筛选及发酵条件优化

抗真菌肽产生菌的筛选及发酵条件优化

作者：宏丹河北科技大学

学位级别：硕士

近年,真菌引起的病害日益严重,在食品行业,真菌引起的果蔬腐烂,造成巨大的损失;在医药行业,抗真菌耐药性现象的出现以及真菌感染率的增加,使得原有抗生素不再具有杀死致病微生物的能力。开发新型生物抗真菌多肽成为研究的方向,抗菌肽因... 详细信息

近年,真菌引起的病害日益严重,在食品行业,真菌引起的果蔬腐烂,造成巨大的损失;在医药行业,抗真菌耐药性现象的出现以及真菌感染率的增加,使得原有抗生素不再具有杀死致病微生物的能力。开发新型生物抗真菌多肽成为研究的方向,抗菌肽因无毒副作用、无耐药性,具有天然免疫特性,受到人们的广泛关注。在发现的抗菌肽中抗真菌肽所占比例较小,活性不高,产量不稳定,且合成成本较为昂贵,从自然界中筛选获得天然抗真菌多肽用于真菌的防治已经引起人们极大关注。本论文从土壤样品中分离筛选产抗真菌肽的菌株,并对菌株进行分类鉴定,进一步研究抗菌肽的抑菌特性,并对其发酵条件进行优化,为该抗菌肽的生产和应用奠定理论基础和技术支持。主要研究内容如下:(1)菌株的筛选及鉴定。采用平板稀释法和琼脂扩散法,从河北、江苏等地采集的土壤样品中筛选具有抑制真菌特性的菌株,以产黄青霉为指示菌进行初筛,以总状毛霉、黑曲霉和白假丝酵母为指示菌进行复筛,获得一株具有广谱抑菌性的菌株HD。通过形态学观察、生理生化试验及16S r DNA分子鉴定,该菌株为爱媛类芽孢杆菌,命名为Paenibacillus ehimensis HD。(2)抑菌物质的初步鉴定。*** HD所产抑菌物质经蛋白酶作用,蛋白酶E作用后抑菌活性完全消失,胰蛋白酶、碱性蛋白酶、胃蛋白酶和过氧化氢酶对抑菌活性影响较小,而蛋白酶K和木瓜蛋白酶处理后,抑菌活性未发生变化。采用70%饱和度的硫酸铵进行沉淀,可以将发酵上清液中的抑菌物质完全沉淀,进一步经过膜透析处理,初步判断*** HD所产抑菌物质为小分子多肽类物质。(3)发酵条件优化。以LB为基础培养基,采用单因素和正交试验优化*** HD抗菌肽的发酵培养基和培养条件。其最佳发酵条件为:甘露醇2.5 g/L、鱼蛋白胨10 g/L、Mg SO 3 g/L、初始p H 7.0、种子接种量2%、摇床转速220 rpm、装液量60 m L、发酵温度32.0°C、发酵时间32 h。在该条件下,*** HD发酵上清液抗菌肽效价为324.92 AU/m L,与基础培养基相比,产量提高了3.63倍。(4)抑菌物质稳定性研究。以产黄青霉为指示菌,对*** HD抗菌肽稳定性进行测定。结果表明,*** HD抗菌肽在4-37°C范围内热稳定性良好,50-121°C活性减弱。经不同p H处理后,p H 6-9之间活性未发生变化,p H 1-5和p H10-12之间活性均下降。经金属离子处理后,Na、Mn和Cu对抗菌肽抑菌活性无影响,K、Mg、Ca、Fe和Zn使抗菌肽抑菌活性减小。抗菌肽对紫外线照射具有较强的耐受力。经化学试剂处理后,甘油可以提高抗菌肽抑菌活性,冰乙酸对抗菌肽抑菌活性无影响,氯仿使抗菌肽抑菌活性完全消失,异丙醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷、DMSO、吐温20和丙酮等均降低抗菌肽抑菌活性。(5)发酵放大研究。在摇瓶发酵的基础上,对5 L发酵罐的发酵条件进行优化,其最佳发酵条件:工业级环糊精10 g/L,工业级鱼蛋白胨10 g/L,Mg SO 3 g/L,装液量50%,接种量5%,转速300 rpm,通气量9 L/min,此条件下*** HD抗菌肽效价为371.01 AU/m L,比摇瓶最优发酵条件下提高了1.14倍。将5 L发酵罐最佳发酵条件放大到30 L发酵罐,抗菌肽效价为364.05 AU/m L,为实现工业化生产进一步奠定了基础。

关键词：爱媛类芽孢杆菌抗菌肽菌株筛选发酵优化发酵放大

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聚驱后油藏产多糖微生物多样性与功能分析

石油天然气学报 2012年第5期34卷 112-115,6页

作者：董浩佘跃惠王正良舒福昌张凡柴陆军长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

通过16SrDNA克隆建库方法对大庆北二西油藏微生物调剖过程中和调剖后4个不同油井(B2-D4-P45井、B2-4-P47井、B2-4-P49井和B2-5-51井)3个不同时间段的样品经选择富集后的产多糖微生物群落进行研究。结果表明,主要的产多糖菌为爱媛类芽孢... 详细信息

通过16SrDNA克隆建库方法对大庆北二西油藏微生物调剖过程中和调剖后4个不同油井(B2-D4-P45井、B2-4-P47井、B2-4-P49井和B2-5-51井)3个不同时间段的样品经选择富集后的产多糖微生物群落进行研究。结果表明,主要的产多糖菌为爱媛类芽孢杆菌(Paenibacillus ehimensis)和爱媛芽孢杆菌(Bacillus ehimensis),经分离纯化得到一株纯菌DT-1,与爱媛类芽孢杆菌的16SrDNA序列同源性达到99%。调剖过程中主要激活了3类产多糖菌,调剖1年后微生物多样性明显增加,产生物表活剂菌和降解石油烃菌都被共同激活。

关键词：聚驱后油藏产多糖菌 16S rDNA克隆文库爱媛类芽孢杆菌微生物调剖