溫度和藍(lán)光對(duì)紅曲霉莫納可林K代謝調(diào)控的影響.pdf

1、紅曲霉次生代謝產(chǎn)物中的莫納可林K(Monacolin K)是有效的膽固醇合成抑制劑，而其產(chǎn)率普遍不高和紅曲霉代謝產(chǎn)物中桔霉素的存在，限制了紅曲產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。紅曲霉的次生代謝產(chǎn)物受溫度、光照、pH、溶氧量等環(huán)境因子的影響。本文主要研究了溫度和藍(lán)光對(duì)紅曲霉發(fā)酵過(guò)程中莫納可林K產(chǎn)量的影響，并采用RT-qPCR技術(shù)對(duì)莫納可林K相關(guān)合成基因的表達(dá)情況進(jìn)行分析，探討莫納可林K代謝調(diào)控的機(jī)理;對(duì)功能紅曲菌株的產(chǎn)桔霉素特性進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，為構(gòu)建高產(chǎn)

2、莫納可林K不產(chǎn)桔霉素的基因工程菌提供依據(jù)。
　　采用固態(tài)發(fā)酵方式，研究不同溫度對(duì)高產(chǎn)莫納可林K的紅曲霉MC2菌株發(fā)酵過(guò)程中莫納可林K產(chǎn)量的影響。結(jié)果顯示，在30℃條件下培養(yǎng)到第25 d時(shí)莫納可林K產(chǎn)量達(dá)到21.2μg/g干重;在20℃條件下培養(yǎng)到第28 d時(shí)莫納可林K產(chǎn)量達(dá)到2917.7μg/g干重，兩者相差137倍。采用液態(tài)靜置發(fā)酵方式，研究藍(lán)光對(duì)莫納可林K產(chǎn)量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光和黑暗條件均在第28 d產(chǎn)量達(dá)到最高，分別為5

3、19.5μg/g干重和1213.4μg/g干重。藍(lán)光照射培養(yǎng)條件下，莫納可林K的最高產(chǎn)量?jī)H為黑暗培養(yǎng)條件下的43％。
　　設(shè)計(jì)引物，克隆紅曲霉MC2基因組DNA中與莫納可林K合成相關(guān)的10個(gè)基因的部分片段，將PCR產(chǎn)物測(cè)序結(jié)果與NCBI上報(bào)道的桔霉素合成相關(guān)基因序列進(jìn)行BLAST比對(duì)，結(jié)果顯示，同源性均在99％以上。
　　采用RT-qPCR方法，比較30℃與20℃條件下，以糯糙米為基質(zhì)，在發(fā)酵過(guò)程中紅曲霉MC2菌株的莫納可林

4、K合成相關(guān)基因表達(dá)量的差異，結(jié)果表明:低溫條件提高了mokA、mokC、mokD、mokE、mokF、mokG和MpLaeA的表達(dá)量，降低了mokB、mokH和mokI基因的表達(dá)量。采用RT-qPCR方法，比較藍(lán)光和黑暗培養(yǎng)條件下，莫納可林K合成相關(guān)基因表達(dá)量的差異，發(fā)現(xiàn)藍(lán)光照射培養(yǎng)條件下，除mokB外，所有與紅曲霉MC2菌株莫納可林K合成相關(guān)基因的表達(dá)量均低于黑暗培養(yǎng)條件，從而導(dǎo)致藍(lán)光下莫納可林K產(chǎn)量降低，其中mokA、mokC、mo

5、kD、mokE、mokG是莫納可林K合成過(guò)程中九酮化合物合成途徑中的相關(guān)基因，溫度和藍(lán)光都是通過(guò)影響莫納可林K九酮化合物的合成來(lái)影響莫納可林K的最終產(chǎn)量。
　　分析了紅曲霉MC2、C100和M9菌株在不同培養(yǎng)基中的產(chǎn)桔霉素情況，發(fā)現(xiàn)紅曲霉MC2是一株不產(chǎn)桔霉素的菌株，該菌株缺少桔霉素合成的關(guān)鍵基因ctnA、pksCT和orf3。對(duì)紅曲霉C100和M9兩株正常產(chǎn)桔霉素菌株進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)在添加一定量NH4NO3的大米粉培養(yǎng)基中不產(chǎn)桔霉