一、微生物转化方法生产香草酸与香草醛的初步研究(论文文献综述)
杨蕊[1](2021)在《碱蓬鞘氨醇单胞菌XS-10T降解阿魏酸的特性和机制》文中进行了进一步梳理连作障碍(Continuous cropping obstacles)是现代农业生产面临的重要农业生态问题之一。阿魏酸(Ferulic acid,FA)的积累是导致土壤连作障碍的主要机制之一。鞘氨醇单胞菌在促进植物生长和降解芳香族化合物具有独特能力。本研究分析了碱蓬鞘氨醇单胞菌XS-10T(Sphingomonas suaedae XS-10T)降解阿魏酸的特性与途径,并以阿魏酸敏感植物评价接种菌株XS-10T对含阿魏酸累积土壤的修复效果。主要结果如下:(1)菌株XS-10T能以阿魏酸为唯一碳源生长。菌株降解阿魏酸的最优条件为:温度35℃、盐浓度0%、p H 7.0;400 mg·L-1阿魏酸会抑制菌株的生长及阿魏酸的降解;在铵态氮条件下的生长和降解阿魏酸的速率高于有机氮和硝态氮。此外,菌株还能降解香草醛、香草酸和丁香酸等化合物。(2)基因组分析表明,菌株XS-10T通过依赖Co A-非-β-氧化途径和原儿茶酸-4,5-裂解途径来降解阿魏酸:乙酰-Co A连接酶催化阿魏酸生成阿魏酰-辅酶A,然后在辅酶A水合酶的作用下转化为香草醛;在醛脱氢酶的作用下进一步使香草醛降解为香草酸,香草酸在脱甲基酶的作用下产生原儿茶酸,在原儿茶酸-4,5-裂解酶的催化下打开芳香环,随后经多步反应进入三羧酸循环,实现阿魏酸的完全降解。此外,由液质联机检测到香草酸和原儿茶酸两种中间代谢产物。(3)菌株XS-10T能产氨和产铁载体,促进黄瓜幼苗生长;菌株XS-10T能降解土壤中阿魏酸,经3天处理后,其中的阿魏酸降解率约为18.8%;在含阿魏酸土壤中接种菌株XS-10T,降低了黄瓜叶片超氧歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,提高了苯丙氨酸转氨酶(PAL)和过氧化氢酶(CAT)的活性,缓解了阿魏酸对黄瓜苗生长的抑制,而对土壤理化性质没有显着变化;土壤中的菌株XS-10T和阿魏酸会激活土壤细菌的丰富度和多样性,使土壤细菌的物种组成发生变化。
任瑾涛[2](2021)在《藏锦鸡儿灌丛沙堆对灌丛化荒漠草原土壤有机碳的影响》文中研究表明碳达峰和碳中和已成为国际社会研究的热点问题。灌丛化在干旱半干旱草原普遍发生,但灌丛沙堆的形成是否对草原生态系统土壤有机碳的分布、来源和稳定性产生影响并不清楚。本研究以分布于内蒙古荒漠草原和荒漠过渡带的藏锦鸡儿(Caragana tibetica)灌丛沙堆为研究对象,通过调查灌丛沙堆发育过程中灌丛内、外的植物群落特征和测定沙堆内、外和下的土壤有机碳含量,阐明不同发育阶段藏锦鸡儿灌丛沙堆对土壤有机碳含量及其空间分布的影响;通过分析稳定阶段藏锦鸡儿灌丛沙堆内、外和下的土壤活性有机碳、惰性有机碳和木质素的分布特征以及木质素在土壤中的降解程度,探究藏锦鸡儿灌丛沙堆对土壤有机碳来源和稳定性的影响,全面分析藏锦鸡儿灌丛沙堆对荒漠草原土壤有机碳的影响。主要结论如下:(1)藏锦鸡儿灌丛沙堆的形成显着增加了沙堆内土壤有机碳含量,出现“沃岛效应”;使沙堆外浅层(0-30 cm)和深层(30-100 cm)以及沙堆下浅层土壤有机碳含量趋于增加。随着灌丛沙堆的发育,沙堆内、外和下的土壤有机碳含量无显着变化。(2)稳定阶段的藏锦鸡儿灌丛沙堆,沙堆内、外和下的土壤木质素及其各单体含量随土层深度增加逐渐降低,但沙堆内木质素含量显着高于沙堆下和沙堆外,表明灌丛沙堆的形成促进了沙堆内植物源有机碳的输入。(3)稳定阶段的藏锦鸡儿灌丛沙堆内、外和下的土壤活性和惰性有机碳含量随着土层深度的增加逐渐降低,惰性碳指数逐渐升高,但与沙堆下和沙堆外相比,沙堆内土壤惰性有机碳含量显着升高,惰性碳指数下降,木质素降解程度增强,表明灌丛沙堆的形成降低了沙堆内土壤有机碳的稳定性,但由于植物性碳的输入,植物来源有机碳的降解变慢。灌丛沙堆的形成使得灌木对草原土壤有机碳含量、空间分布、形成以及稳定性的影响更加复杂,具有更多的不确定性,本研究结果可为灌丛化草原的合理利用和保护提供基础数据和理论支撑,也可为准确评估灌丛化草原土壤碳库稳定性提供科学依据。
郑义培[3](2021)在《利用CRISPR-Cas9技术构建敲除vdh的产香草醛拟无枝酸菌》文中指出香草醛是目前全球产量最大的合成香料之一,在食品、饮料、香料和医药等领域中都有着广泛的应用。由于化学合成香草醛的方法不够绿色环保,生物技术法已成为合成香草醛的替代方法。本实验室前期筛选到一株产香草醛的拟无枝酸菌CCTCC NO:M2011265,为进一步提高其香草醛的产量,本文从拟无枝酸菌CCTCC NO:M2011265出发,通过对其基因组的测序分析、香草醛代谢途径关键酶基因的挖掘,确定其香草醛脱氢酶(VDH)基因及功能;并建立CRISPR/Cas9编辑系统,构建敲除香草醛脱氢酶的突变株及考察其发酵性能。具体如下:(1)拟无枝酸菌CCTCC NO:M2011265全基因组测序分析。对拟无枝酸菌CCTCC NO:M2011265全基因组从头测序,基因组大小为8.43 Mb,其序列的GC含量为71.89%,scaffolds的数量为64个,N50的大小约为0.36 Mb。共预测到8185个基因,分别使用blast2GO算法、rpsblast工具和KOBAS工具与GO、COG、KEGG数据库比对,挖掘到了4个香草醛代谢关键酶基因。z4344:阿魏酰辅酶A合成酶(FCS)、z4343:烯酰辅酶A醛缩酶(ECH)、z7967:烯酰辅酶A醛缩酶2(ECH2)和z8076:香草醛脱氢酶(VDH),并推测出拟无枝酸菌CCTCC NO:M2011265中香草醛的代谢途径为阿魏酸经FCS-ECH/ECH2合成香草醛并经VDH降解。(2)香草醛脱氢酶功能验证。根据测序得到的vdh基因序列,设计引物,从CCTCC NO:M2011265基因组中扩增vdh基因,并在p ET-28a质粒中表达,构建E.coli BL21-vdh重组菌株;通过其对香草醛与香草酸的催化反应,证明香草醛脱氢酶降解香草醛产生香草酸的能力远强于其逆反应。(3)拟无枝酸菌遗传转化条件的确定。分别选取种子培养基、TSB培养基和YEME培养基中菌体的菌丝体、孢子以及两者混合时期进行感受态制备,随后选取1500 V、2000 V、2500 V这3个电压进行电转条件试验。结果表明:在YEME培养基中菌体处于菌丝体时能得到转化子,电转强度为1500 V时,每微克DNA可获得1.7×103个转化子。(4)CRISPR/Cas9编辑系统的建立和突变株的获取。以vdh基因为靶基因,设计特异性sgRNA。通过将编码Cas9和sgRNA的启动子分别更换为Kmr启动子和erm E*启动子,以及替换特异性sgRNA,将p KCcas9d O质粒改造为pKCKmCas9Vdh;并通过将vdh基因的上下游同源臂片段与pKCKmCas9Vdh连接,得到敲除质粒pLYZYP01。将敲除质粒电转到目的菌株,筛选得到突变株Amycolatopsis sp.Δvdh。(5)突变株的发酵性能测定。比较原始菌株与Amycolatopsis sp.Δvdh的摇瓶发酵,突变株的产物香草醛浓度为9.2 g·L-1,比原始菌提高了10.3%,副产物香草酸浓度为154.0 mg·L-1,下降了9.4%,摩尔转化率由88.6%提高到97.7%。本研究为产香草醛的拟无枝酸菌的进一步代谢工程改造提供了有效方法。
张翼[4](2021)在《皮状丝孢酵母的酚醛耐受性及纤维素油脂发酵研究》文中指出预处理是破坏木质纤维素的致密结构进而促进后续酶解的关键步骤。预处理过程中产生的抑制物导致微生物难以在木质纤维素体系中生存,因此通过脱毒处理去除抑制物是进行高效油脂发酵的前提。生物脱毒是一种极具优势的脱毒方式,它能够在有效保留可发酵单糖的前提下,选择性地去除弱有机酸和呋喃醛类抑制物;然而生物脱毒法去除酚醛抑制物的效率较低。以往的研究结果表明,即使通过生物脱毒法对原料进行了深度解毒,大部分油脂酵母仍然不能在木质纤维素原料中存活。本文首先探究了各类油脂酵母在经过生物脱毒的木质纤维素原料中生长和代谢状况;我们猜测残留的酚醛抑制物可能导致了其细胞生长和代谢不良的现象,并对此猜测进行了验证。在仅含酚醛抑制物的合成培养基和麦秆水解液中,圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides),粘红酵母(Rhodotorulaglutinis),解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)几乎不能生长,两株皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum ACCC 20271,Trichosporon cutaneum MP11)的细胞生长和油脂积累也受到明显影响,表明酚醛类抑制物的存在是导致油脂酵母在木质纤维素体系中生长和代谢不良的主要原因。其次探究了上述5株酵母对三种典型酚醛抑制物的转化能力,皮状丝孢酵母可以将4-羟基苯甲醛(HBA)、香草醛或丁香醛完全转化为它们的醇、酸衍生物,然后进一步降解酸;其它三株酵母仅能将少量的酚醛转化为它们的醇、酸衍生物,不能进一步降解酸。最后以小麦秸秆为原料在高固含量下进行了同步糖化与共发酵,结果表明皮状丝孢酵母在实际体系中的油脂发酵可以获得良好的油脂产量(40.87±1.85 g/L)。上述结果为皮状丝孢酵母在纤维素油脂生产上的应用提供了重要的理论依据。此外,本文还探究了皮状丝孢酵母对木质纤维素主要抑制物乙酸和乙酰丙酸的利用情况。以乙酸和乙酰丙酸为碳源进行分批补料发酵,皮状丝孢酵母T.cutaneum MP11能利用乙酸和乙酰丙酸进行生长和油脂积累,为木质纤维素来源的非常规碳源的利用提供了依据。
梁薇薇[5](2021)在《阔叶红松林林隙中凋落物酚酸释放及其对红松种子萌发与苗木生长的影响》文中进行了进一步梳理阔叶红松林(Korean pine and broadleaved species mixed forest)是中国东北东部山区地带性森林植被,林隙(forest gap)是森林系统内普遍存在重要的小尺度干扰,其对不同位置的光合有效辐射、气温、相对湿度等因子,以及土壤理化性质、养分资源与有效性的变化均有不同程度影响,同时,凋落物分解释放的酚酸类物质是普遍存在生态系统中的植物次生代谢产物,其在土壤中积累对地力衰退、植物生长更新的影响不容忽视。以往研究发现,阔叶红松林中普遍存在红松幼苗生长很难维持十年以上的现象,科研工作者们对此现象从树种比例、林分结构、营养关系等多方面进行了较全面的研究,但基本以地上植物生态学研究为主。本研究将视角投放于地下生态学,探究阔叶红松林林隙中凋落物分解释放酚酸类物质对红松生长更新的影响。以凉水国家级自然保护区阔叶红松林林隙(大林隙、中林隙、小林隙)凋落物(椴树Tilia amurensis Rupr.、红松Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.、枫桦Betula costata Trautv.)及凋落物分解袋下方土壤为研究对象,探究高效液相色谱(HPLC)法分离鉴定酚酸类物质的方法,研究凋落物分解过程中,凋落物及土壤中酚酸类物质含量的迁移变化特征,分析土壤酚酸类物质含量与土壤养分含量的相关关系,以及验证主要几种酚酸对红松种子及苗木生长的影响。为阔叶红松林的更新研究提供基础数据和理论支撑。主要研究结果如下:1.HPLC法测定酚酸类物质最佳梯度洗脱程序为:0~15 min,30%A/70%B~50%A/50%B;15~20 min,50%A/50%B~55%A/45%B;20~30 min,55%A/45%B~60%A/40%B。优化检测条件为:检测波长为280 nm,洗脱剂为甲醇-水(0.1%磷酸),流速为1 mL/min,柱温为25℃,进样量为15 uL。通过优化HPLC法分离鉴定阔叶红松林凋落物及凋落物分解袋下土壤中酚酸物质,鉴定出没食子酸(gallic acid)、原儿茶酸(protocatechuate)、绿原酸(chlorogenic acid)、对羟基苯甲酸(4-hydroxybenzoic acid)、香草酸(vanillic acid)、丁香酸(syringate acid)、香兰素(vanillin)、对香豆酸(p-hydroxycinnamic acid)、阿魏酸(ferulic acid)、香豆素(coumarin)、苯甲酸(benzoic acid)、肉桂酸(cinnamic acid)、水杨酸(salicylicacid)共13种酚酸。其中,对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸和苯甲酸含量显着高于其他酚酸。椴树、红松、枫桦凋落物中酚酸物质初始含量差异显着,红松凋落物中酚酸物质含量显着高于椴树及枫桦凋落物。3种凋落物中酚酸物质总量均随凋落物分解整体呈下降趋势,3种凋落物分解袋下土壤中酚酸物质总量则随凋落物分解呈抛物线式增加。土壤中所测得酚酸物质含量整体为中林隙>小林隙>大林隙。凋落物分解过程中凋落物释放大量没食子酸、原儿茶酸、对香豆酸、阿魏酸、香豆素、肉桂酸、水杨酸并未对其分解袋下方土壤中相应酚酸物质含量产生显着影响。土壤中绿原酸、对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、苯甲酸受凋落物分解释放酚酸物质影响显着。阔叶红松林林隙大小、凋落物分解时间、凋落物种类及各因素交互作用对各酚酸含量均有显着影响(P<0.05)。其中,凋落物种类对凋落物分解过程中凋落物中酚酸物质含量变化影响最为显着,林隙大小对凋落物分解过程中凋落物分解袋下方土壤中酚酸物质含量变化影响最为显着。2.不同林隙土壤酚酸物质含量与土壤养分含量均存在一定相关性,相关程度与酚酸物质种类、林隙大小及土壤养分组成有关,土壤酚酸物质与土壤养分之间有着不容忽视的互作效应。中林隙12种酚酸物质含量与土壤养分含量相关性普遍高于大林隙、小林隙。3.不同浓度苯甲酸(BA)、丁香酸(SA)、香草酸(VA)及混合溶液均抑制红松种子萌发,各处理组发芽率、发芽势、发芽指数均低于对照,且发芽势、发芽指数受酚酸浓度变化影响不显着。不同浓度BA、SA、VA及混合溶液对红松种子胚轴、胚根生长影响不显着。混合酚酸溶液交互效应强于单一酚酸溶液,酚酸溶液对红松种子发芽势影响强于发芽率、发芽指数。BA、SA、VA及混合溶液交互效应均抑制红松苗苗高及地径增加,处理液浓度变化对苗高、地径影响不显着。BA&SA&VA溶液促进苗高增加,抑制地径增加。3种酚酸及混合溶液均抑制红松苗生物量增加,且不同浓度处理组生物量差异显着(P<0.05)。酚酸溶液对地上部分生物量积累抑制作用强于根干重积累。酚酸溶液浓度变化对红松苗针叶光合色素含量影响不同,其中,不同浓度BA、SA&VA溶液均抑制光合色素产生,而 200 mg/L SA、BA&VA 溶液,2 mg/L VA、BA&SA 溶液及 2 mg/L 和 20 mg/L VA&SA&VA溶液均可促进光合色素产生。不同浓度酚酸溶液处理红松苗,其针叶超氧化物酶歧化酶(SOD)活性增加,而过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均显着降低,丙二醛(MDA)含量及游离脯氨酸含量均显着增加,同时,酚酸浓度变化对抗氧化物酶、MDA及游离脯氨酸含量影响显着(P<0.05)。红松苗针叶可溶性蛋白及可溶性糖含量变化受酚酸种类及酚酸浓度变化影响较大,其中,2 mg/L BA&SA处理组针叶可溶性蛋白含量高于其他处理组,200 mg/L BA处理组针叶可溶性糖含量高于其他处理组。不同浓度酚酸及混合溶液均可对红松种子及苗产生化感抑制作用。综上所述,阔叶红松林不同林隙内3种凋落物分解释放酚酸物质通过迁移或转化进入土壤,引起土壤酚酸物质含量变化,其含量变化主要受林隙大小影响。同时,土壤酚酸物质含量变化与多种土壤养分含量密不可分。室内模拟试验验证了单一酚酸物质及酚酸物质间交互作用可影响红松种子萌发及苗木生长。本研究结果为进一步了解阔叶红松林酚酸物质的化感作用机理及林隙内植物生长更新研究提供基础数据,为解决红松更新障碍及科学经营管理阔叶红松林提供数据参考。
党玥[6](2021)在《丁香酚生物转化香兰素发酵工艺优化及转录组分析》文中认为香兰素具有“香料之王”的美称,是世界上产量最大的香料之一,在食品、药品、化妆品、农业等行业中被广泛应用。目前香兰素主要有三种制备方法:一是天然提取法,由该法制得的香兰素虽属于天然制品,但原料香子兰荚果供应受限,加工周期长且制品价格昂贵,远不能满足市场需求;二是化学合成法,在此过程中会产生不必要的外消旋混合物,同时也缺乏底物选择性,且不环保的工艺过程使其受到限制;三是生物转化法,该方法包括植物细胞培养法、酶转化法及微生物转化法,由微生物转化法制得的香兰素在价格及品质方面都优于化学合成的香兰素,符合人们对天然、健康的追求。本研究对微生物转化法生产香兰素进行了研究,旨在揭示香兰素产量提高的内在机理。本研究从土壤中分离筛选得到能耐受丁香酚并能将其生物转化为香兰素的菌株,将香兰素产量最高的一株菌株作为优势菌株,对其进行形态、生理生化试验及16S rDNA序列鉴定,并构建系统发育树;通过优化该优势菌株的发酵培养基配方及发酵条件以确定最佳的生产条件;同时对优化前后的该菌株进行转录组分析,为今后有针对性的提高产物产量提供一定的理论依据,为实现产业化生产奠定良好基础。主要研究结果如下:(1)通过菌种筛选分离获得的43株能耐受丁香酚的菌株中有10株能将丁香酚生物转化为香兰素;其中,将香兰素产量最高的菌株作为目标菌株,该菌株可将600 mg/L 丁香酚生物转化为22.75±2.5 mg/L香兰素,摩尔转化率为4.09±0.45%,并将其命名为S000450-3,经鉴定该菌株为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。(2)通过对发酵培养基配方及发酵条件进行优化,最终,该菌株在发酵培养基的配方为0.2 g/L复合无机盐(硫酸亚铁、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙),15 g/L蛋白胨;初始pH 8.0,34℃的发酵温度,5mL菌种接种量,180 r/min的转速,25 mL装液量的条件下可将600 mg/L 丁香酚生物转化为114.42±1.44 mg/L香兰素,摩尔转化率为20.58±0.21%,比优化前提高约五倍。(3)对优化前(D1)及优化后(D2)的蜡样芽孢杆菌S000450-3进行转录组测序,GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在“核糖体的结构成分”(分子功能)、“孢子形成导致细胞孢子的形成”(参与的生物过程)及“核糖体”(细胞组分),其中“孢子形成导致细胞孢子的形成”的富集最为显着。KEGG富集分析表明差异基因大多数集中于“代谢途径”(54.34%),“氧化磷酸化”的富集最为显着。COG分析表明共有1213个差异基因比对到不同的功能分类注释中:D1、D2之间的上调差异基因主要富集在“吡咯啉-5-羧酸还原酶”(氨基酸运输与代谢)、“药物/代谢物转运蛋白(drug/metabolite transporters,DMT)超家族的渗透”(功能预测)及“未表征的保守蛋白”(功能未知)中。这些结果为进一步提高香兰素产量提供一定的参考依据。
牛见明[7](2020)在《添加辽东栎及蒙古栎对甘肃河西走廊产区干红葡萄酒香气品质的影响》文中研究说明随着葡萄酒工业的发展,在生产过程中利用橡木桶陈酿或添加橡木制品来改善和提升葡萄酒风味早已成为葡萄酒酿造的重要措施。而大量的橡木需求也促使了传统橡木替代资源的研究与开发。因此,研究橡木中的挥发性组分及其在葡萄酒生产过程中的变化有利于了解橡木对葡萄酒的香气特征。本试验采用单因素结合响应面法优化了橡木中挥发性化合物提取工艺,并通过液液萃取-气相色谱-质谱联用(Liquid-liquid extraction-gas chromato graphy-mass spectrometry,LLE-GC-MS)技术,以法国产橡木(Quercus acutissima Caruth)为对照,对原产于我国的辽东栎(Q.liaotungensis Koidz)和蒙古栎(Q.mongolica Fisch)两种橡木的挥发性成分进行分析,同时对发酵前添加和陈酿前补加橡木的黑比诺干红葡萄酒中主要香气物质在发酵和陈酿过程中的变化进行跟踪研究。主要结果如下:(1)采用单因素及响应面试验,对橡木中挥发性成分提取工艺进行优化,得到最优工艺参数为:提取温度60℃、提取时间12 h、提取次数2次、酒精浓度50%。(2)以法国橡木为对照,对国产辽东栎和蒙古栎中挥发性成分进行了测定。结果表明,三种供试橡木中初步鉴定出呋喃、挥发性酚、酚醛、内酯和其他等5类组分,其中国产辽东栎的挥发性成分在种类和含量上最高(88种、75113.03μg/kg),法国橡木次之(79种、70940.18μg/kg),国产蒙古栎最低(77种、52967.62μg/kg)。进一步的主成分和热图分析结果表明,国产辽东栎在愈创木酚及其衍生物、香草醛和丁香醛等成分上相关性较高,具有明显的香草和香子兰气味,表现出较好的应用潜力,推测可能作为传统橡木的替代资源。(3)通过发酵前添加橡木片研究了其对河西产区干红葡萄酒香气成分的影响。结果表明,供试酒样中共检测到94种香气成分,包括59种葡萄酒自身香气和35种橡木香气物质,且法国橡木处理葡萄酒样所含香气物质总含量最多,辽东栎次之,未经橡木处理酒样最少。分析发酵阶段主要香气物质变化发现,伴随着酒精发酵的进行,香气物质的含量逐渐上升,且各类香气物质具有相似的变化趋势,但在苹-乳发酵阶段香气浓度有所降低,酒体花果香味减弱。与对照相比,添加橡木处理均可明显提升葡萄酒发酵阶段各类香气成分含量,改善酒体香气品质。(4)通过对陈酿前补加橡木片处理的葡萄酒样进行陈酿过程中主要香气物质的测定。结果显示,类别相同的物质在整个陈酿过程中具有相似的变化趋势。陈酿前期,葡萄酒中大部分香气物质表现为下降趋势,使得葡萄酒整体香气略有减弱,而补加橡木片处理的葡萄酒中橡木香气含量明显上升。并伴随着陈酿时间的延长,各处理酒样中香气成分在陈酿中后期均逐渐趋于平稳。陈酿前后期高级醇与萜烯类物质的浓度相差不大。
方徽雁[8](2020)在《半理性设计和定向进化提高异丁香酚单加氧酶活性的研究》文中提出香草醛作为世界第三大食用香料,广泛应用于食品、医药、化妆品、烟草等领域。天然香草醛可从香草豆荚中提取得到,但产量少,且价格昂贵。通过微生物或酶法转化获得的香草醛属于天然香草醛,并且生产成本低,是最具有发展前景的替代方法之一。异丁香酚单加氧酶(IEM)是催化前体物质异丁香酚转化为香草醛的唯一关键酶,但现有的异丁香酚单加氧酶由于受到产物抑制而导致酶活不高,因此采用生物催化法催化转化生产香草醛的难题主要是如何高效制备异丁香酚单加氧酶。目前定向进化对酶进行改造是有效提高酶活的方法,但定向进化需要合适的高通量筛选方法以及合理的突变文库,研究通过对高通量筛选的初筛法(TBA)以及复筛法(HPLC)进行系统的优化,得到一个较合理的筛选方法,在此基础上建立IEM的随机突变文库并筛选得到酶活提高23%的突变菌V50D。同时通过半理性设计对IEM进行定点突变改造,得到酶活提高35%的突变菌T52P。此外,初步对新型固定化材料Ca-alginate/PAAm固定E.coli BL21(DE3)pET21a-IEM细胞的方法进行探究,主要研究内容如下:本研究基于96深孔板的硫代巴比妥酸(TBA)法,探究TBA的检测限、TBA法与香草醛浓度的关系以及无水乙醇对TBA法的影响、底物异丁香酚对TBA检测香草醛的干扰程度等方面进行探究,引入无水乙醇改善检测体系,优化后的TBA法测检测体系为66.7%盐酸溶液为:1%硫代巴比妥酸溶液:无水乙醇:待测样品=100μL:40μL:100μL:10μL。优化后的检测体系标准偏差为4.1%,符合高通量筛选要求。其次高通量筛选时底物异丁香酚加入量为10-4-10-5 mol/L时会对TBA法的检测干扰程度小,过高的浓度容易生成沉淀。此外优化得到HPLC复筛法的最优检测条件为梯度洗脱程序2(0 min:100%甲醇/0.1%冰醋酸=35/65;7 min:100%甲醇/0.1%冰醋酸=80/20;13 min:100%甲醇/0.1%冰醋酸=35/65)。研究采用cepPCR与Megawhop PCR相结合的方法构建得到异丁香酚单加氧酶基因突变体文库,使用cepPCR将IEM基因序列划分为大小为500 bp左右的三个片段,分别进行随机突变,随后根据Megawhop PCR构建得到一系列突变菌株。cepPCR突变体系中加入0.5 M的锰离子为宜,以此浓度造成的随机突变位点约为1-3个,符合高通量筛选的文库要求。通过筛选,本部分得到8个相对转化能力与原始菌株IEM差异较大的突变菌株,测序得到该8株菌株分别为F41D、V50D、F98T、V159G/D312H、G186G、K242、A348Q、D361P。其中正向突变菌株为V50D、F98T、G186G、K242E,分别相对IEM活性增加23%、13%、9%、15%。综合使用基于序列保守性分析和基于结构吉布斯自由能变分析的方法,设计24个突变位点,成功克隆出相应的IEM-Mutant,对突变菌株进行酶活检测并与原始IEM菌株比对,结果表明约有50%的突变体的活性高于IEM,其中IEM-T52P突变体的活性最高,在上述转化体系下,当使用突变体IEM-T52P催化时得到的香草醛浓度为0.63 g/L,相对于IEM(约0.46 g/L)提高了35%,另外突变体IEM-W279F/F281Q,IEM-S122N,IEM-F216N均有小幅度的活性改善,香草醛产率分别增加到0.5 g/L,0.54 g/L,0.51 g/L。研究结果也表明其他突变体有不同程度的降低活性的副作用。采用Ca-alginate/PAAm结合三价铝离子对细胞进行了初步的固定化条件的摸索,分别对细胞浸泡浓度、细胞浸泡时间、甘油浸泡时长、铝离子交联浓度和交联时间五个固定化步骤进行了优化,初步得到最佳固定化细胞条件为:200 rpm条件下将凝胶置于32g/L的细胞中浸泡10 h,pH 10.5甘氨酸-氢氧化钠缓冲液洗去表面多余细胞后,于100%甘油中浸泡1 h,采用0.01 M的AlCl3溶液交联90 min,再使用甘氨酸-氢氧化钠溶液清洗除去凝胶表面多余的AlCl3溶液得到固定化细胞。
樊璐璐[9](2020)在《芽孢杆菌TYF-LIM-B05利用木质素产愈创木酚的特性研究》文中提出木质素,作为木质纤维素的主要成分之一,是自然界中最丰富的可再生的天然芳香族聚合物,具有潜在的应用前景。实现木质素的多途径高效利用有利于缓解资源紧张、环境污染等重大问题。木质素特殊的聚酚类网状的结构,使得木质素能在一定的条件下解聚为高附加值的芳香化合物,对木质素的增值化利用和资源化利用都具有重要的意义。采用生物发酵法实现这一转化,克服了传统的物理法、化学法能耗大、污染大的缺点,展现出更多的应用优势和发展潜力。本文从腐败醋和醋醅中分离得到48株菌,从中进一步筛选得到1株耐高温、耐酸、耐盐和耐乙醇的木质素降解菌,命名为TYF-LIM-B05,经生理生化和分子生物学鉴定为芽孢杆菌属,其16S r DNA序列与副地衣芽孢杆菌KJ-16相似度最高,为98%。TYF-LIM-B05能够以各类单糖、二糖、多糖以及碱木质素、微晶纤维素、秸秆等为唯一碳源进行生长代谢,表现出广泛的碳源利用潜力。采用气质联用技术分别检测TYF-LIM-B05以葡萄糖、木聚糖和木质素为唯一碳源时的代谢产物,丙酮为三种碳源底物的共同代谢产物;此外,以木质素为底物时该菌可发酵产生愈创木酚——一种重要的平台化合物。基于以上发现,本文深入探究了菌株TYF-LIM-B05利用碱木质素生产愈创木酚的发酵条件,最优条件为:碱木质素浓度为15 g/L,p H为7.0,发酵温度为40℃,时间为48 h,此条件下,愈创木酚的产量能达到100.28 mg/L。为深入了解芽孢杆菌TYF-LIM-B05利用木质素生产愈创木酚过程中的功能基因,本研究通过illumina Hi Seq TM2000测序平台对该菌株进行全基因组测序。TYF-LIM-B05的基因组大小为4.48 Mb,GC含量为45.63%,测序深度为58.79,采用Gene Mark S软件进行细菌的编码基因预测,共预测到4809个基因,注释到的基因总长度为3.98 Mb。此外,KEGG数据库共注释到208种代谢通路,其中参与碳水化合物代谢通路相关的基因高达296个。CAZy数据库注释到漆酶、醌氧化还原酶/还原酶和芳基醇脱氢酶等与木质素降解相关的酶,从功能基因的角度验证了TYF-LIM-B05降解木质素的能力。最后,体外扩增验证了漆酶基因的存在,并结合注释到的功能基因和文献报道,推测了TYF-LIM-B05代谢木质素生成愈创木酚的通路。以上研究表明细菌TYF-LIM-B05在木质素降解和增值化利用方面具有较好的应用潜力。
郑盼丽[10](2020)在《木质素衍生酚类物质对丁醇发酵的影响特征及胁迫机制研究》文中进行了进一步梳理生物丁醇作为一种高效生物燃料,因其能值高、低腐蚀性等优势受到人们的广泛关注。木质纤维素作为来源丰富的廉价可再生原料在一定程度上可以提高丁醇生产的经济性。然而,利用木质纤维素进行丁醇发酵之前必须对其进行预处理,该过程不可避免地产生一系列化合物,其中由木质素衍生的酚类物质是抑制丁醇发酵最明显的一类化合物,且酚类物质水溶性较差、定性定量分析困难,导致其对丁醇发酵的抑制机理尚不明确。针对以上问题,本文选取Clostridium acetobutylicum ATCC 824作为研究对象,考察几种典型酚类物质(香草醛、香草酸、对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛)对丁醇发酵的综合影响,进而揭示产溶剂梭菌对该类物质的胁迫响应机制。本文的主要研究结论如下:(1)研究了100 mL厌氧瓶中不同浓度的酚类物质对丁醇发酵的影响。结果表明,低浓度香草醛(低于0.1 g/L)能够促进丁醇发酵,随着浓度增加抑制作用逐渐增强。将香草醛分别与其他酚类物质组合添加时发现,香草醛与阿魏酸组合添加对丁醇发酵的影响与单独添加无明显差别,而香草醛与香草酸、对羟基苯甲酸及对羟基苯甲醛分别组合时发酵受到强烈抑制,表明在无pH控制策略的厌氧瓶中,酚类物质对丁醇发酵具有协同抑制作用。(2)提出了5 L厌氧发酵罐进行丁醇生产的pH优化控制策略,即产酸期pH控制在5.0,产溶剂期pH不控制。实施该策略时,最终丁醇浓度从1.16 g/L大幅提高至9.42 g/L,增加了7.12倍,并解除了无pH控制条件下的“酸崩溃”现象。(3)在pH控制策略下,研究了酚类物质对5 L发酵罐规模的影响特征,通过添加不同浓度的酚类物质得出以下结论:较低浓度的香草酸或香草醛(低于0.2 g/L)能够促进梭菌生长;通过各种酚类物质的复合添加发现,酚类物质对丁醇发酵具有不同程度的影响。(4)选取了典型酚酸和酚醛作为胁迫因子,分析不同条件下C.acetobutylicum的转录组变化特征。结果表明,酚醛物质对丁醇发酵的抑制作用大于酚酸物质;同时酚类物质会改变膜转运相关基因的表达导致碳吸收效率降低,与热休克蛋白相关的基因在酚类物质胁迫下上调。另外,双组分系统和产孢相关基因的表达水平也受到了酚类物质影响。通过发酵动力学和转录组学分析初步揭示了C.acetobutylicum对酚类物质胁迫的生理应答机制。综上,该研究结果有望为通过代谢工程手段改造C.acetobutylicum提高微生物细胞耐受酚类物质提供理论依据,也为木质纤维素原料高效生产燃料丁醇提供基础支撑。
二、微生物转化方法生产香草酸与香草醛的初步研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微生物转化方法生产香草酸与香草醛的初步研究(论文提纲范文)
(1)碱蓬鞘氨醇单胞菌XS-10T降解阿魏酸的特性和机制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 连作障碍 |
1.1.1 连作障碍的产生 |
1.1.2 连作障碍防治措施 |
1.2 酚酸类化合物的微生物降解 |
1.3 鞘氨醇单胞菌的功能 |
1.4 研究目的、意义和技术路线 |
1.4.1 本研究目的和意义 |
1.4.2 本研究技术路线 |
第二章 菌株XS-10~T降解阿魏酸特性实验 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 培养基及试剂 |
2.1.2 种子液制备 |
2.1.3 菌株降解阿魏酸的曲线测定 |
2.1.4 菌株降解阿魏酸的优化条件测定 |
2.1.5 菌株降解其他酚酸类化合物 |
2.1.6 测试方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 菌株降解阿魏酸的曲线 |
2.2.2 菌株降解阿魏酸的优化条件 |
2.2.3 菌株降解其他酚酸类化合物 |
2.3 讨论 |
2.4 本章小结 |
第三章 菌株XS-10~T降解阿魏酸途径分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 基因序列的查找 |
3.1.2 相关序列的下载和功能基因功能发现 |
3.1.3 发育树的构建 |
3.1.4 基因功能制图 |
3.1.5 菌株降解阿魏酸中间代谢产物测定 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 菌株降解阿魏酸基因示意图 |
3.2.2 菌株CoA连接酶基因分析 |
3.2.3 菌株CoA水合酶基因分析 |
3.2.4 菌株醛脱氢酶基因分析 |
3.2.5 菌株双加氧酶基因分析 |
3.2.6 菌株原儿茶酸双加氧酶基因分析 |
3.2.7 菌株氧化还原酶基因分析 |
3.2.8 菌株水解酶基因分析 |
3.2.9 菌株水解酶基因分析 |
3.2.10 菌株醛缩酶基因分析 |
3.2.11 菌株降解阿魏酸中间代谢产物 |
3.3 讨论 |
3.4 本章小结 |
第四章 盆钵实验验证菌株XS-10~T降解阿魏酸 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 培养基和溶液 |
4.1.2 种植 |
4.1.3 微生物肥料潜力测定 |
4.1.4 土壤阿魏酸浓度变化情况测定 |
4.1.5 植物生长情况测定 |
4.1.6 植物酶活性的测定 |
4.1.7 土壤理化性质测定 |
4.1.8 土壤微生物群落组成测定 |
4.2 结果和分析 |
4.2.1 菌株的根际促生潜力评价 |
4.2.2 土壤阿魏酸浓度变化情况 |
4.2.3 植物生长情况 |
4.2.4 植物酶活性 |
4.2.5 土壤理化性质 |
4.2.6 土壤微生物群落组成 |
4.3 讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论和创新点 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
在学期间发表的论文 |
致谢 |
(2)藏锦鸡儿灌丛沙堆对灌丛化荒漠草原土壤有机碳的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 灌丛沙堆的生态学效应 |
1.2.2 灌丛化对草原土壤有机碳含量和储量的影响 |
1.2.3 灌丛化草原土壤有机碳来源及降解研究进展 |
1.2.4 国内灌丛化草原研究进展 |
1.3 科学问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究目的及意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第二章 研究区概况与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 样地设置与群落调查 |
2.2.2 植物、土壤样品的采集与处理 |
2.2.3 土壤有机碳、惰性有机碳及活性有机碳的测定 |
2.2.4 土壤中木质素的提取与测定 |
2.2.5 数据处理与分析 |
第三章 不同发育阶段藏锦鸡儿灌丛沙堆的植物群落特征 |
3.1 植物群落的数量特征 |
3.2 凋落物含量变化 |
第四章 不同发育阶段藏锦鸡儿灌丛沙堆对土壤有机碳含量的影响 |
4.1 灌丛沙堆的发育阶段、生境和土层对土壤有机碳含量的影响 |
4.2 灌丛沙堆不同发育阶段土壤有机碳含量的垂直分布特征 |
4.3 灌丛沙堆大小对土壤有机碳含量的影响 |
4.3.1 对灌丛沙堆内土壤有机碳含量的影响 |
4.3.2 对沙堆下和沙堆外土壤有机碳含量的影响 |
第五章 藏锦鸡儿稳定阶段灌丛沙堆对土壤有机碳组成和植物性来源有机碳的影响 |
5.1 稳定阶段灌丛沙堆对土壤有机碳组成的影响 |
5.1.1 土壤活性有机碳和土壤惰性有机碳含量的组成特征 |
5.1.2 土壤活性有机碳和惰性有机碳的垂直分布特征 |
5.1.3 对沙堆下和沙堆外土壤活性有机碳和惰性有机碳的影响 |
5.2 稳定阶段灌丛沙堆对土壤木质素总含量的影响 |
5.3 稳定阶段灌丛沙堆对土壤木质素单体含量的影响 |
第六章 藏锦鸡儿稳定阶段灌丛沙堆土壤有机碳的稳定性分析 |
6.1 土壤惰性碳指数的分析 |
6.2 土壤中木质素降解程度分析 |
第七章 讨论与结论 |
7.1 讨论 |
7.1.1 灌丛沙堆对植物数量特征的影响 |
7.1.2 灌丛沙堆对土壤有机碳含量的影响 |
7.1.3 灌丛沙堆对土壤有机碳组成的影响 |
7.1.4 灌丛沙堆对土壤有机碳稳定性的影响 |
7.1.5 灌丛沙堆对土壤植物性来源有机碳的影响 |
7.2 结论 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
基金项目 |
致谢 |
(3)利用CRISPR-Cas9技术构建敲除vdh的产香草醛拟无枝酸菌(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 香草醛简介 |
1.1.1 香草醛的市场情况 |
1.1.2 香草醛的用途 |
1.2 香草醛的生产方法 |
1.2.1 植物提取法 |
1.2.2 化学合成法 |
1.2.3 酶转化法 |
1.2.4 微生物转化法 |
1.3 以阿魏酸为底物的微生物产香草醛的代谢途径 |
1.3.1 非氧化脱羧反应 |
1.3.2 侧链还原反应 |
1.3.3 辅酶A独立脱乙酰反应 |
1.3.4 辅酶A依赖的脱乙酰反应 |
1.4 拟无枝酸菌简介 |
1.4.1 拟无枝酸菌中香草醛相关代谢途径 |
1.4.2 拟无枝酸菌遗传操作的研究进展 |
1.4.3 CRISPR技术在拟无枝酸菌中的应用 |
1.5 本课题的意义和主要研究内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 菌株与质粒 |
2.1.2 主要试剂 |
2.1.3 主要仪器 |
2.1.4 培养基 |
2.1.5 试剂配制 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 引物设计 |
2.2.2 冻干菌种活化 |
2.2.3 拟无枝酸菌基因组DNA的提取与质检 |
2.2.4 拟无枝酸菌基因组文库的构建与质检 |
2.2.5 拟无枝酸菌基因组测序与数据分析 |
2.2.6 大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 |
2.2.7 vdh基因的克隆 |
2.2.8 质粒的提取 |
2.2.9 一步克隆试剂盒的使用方法 |
2.2.10 重组质粒的构建 |
2.2.11 质粒的去甲基化 |
2.2.12 拟无枝酸菌感受态细胞的制备与电转 |
2.2.13 感受态制备过程的优化 |
2.2.14 电场强度的优化 |
2.2.15 vdh基因敲除及验证 |
2.2.16 培养方法 |
2.2.17 拟无枝酸菌转化生产香草醛的条件优化 |
2.3 分析方法 |
2.3.1 菌体量测定方法 |
2.3.2 定性分析(TLC法) |
2.3.3 定量分析(HPLC法) |
第三章 结果与讨论 |
3.1 基因组测序结果分析 |
3.1.1 基因组DNA的质检 |
3.1.2 基因文库的构建与质检 |
3.1.3 拟无枝酸菌基因组数据的评估 |
3.1.4 基因组序列的拼接 |
3.1.5 基因的预测与功能注释 |
3.1.6 香草醛代谢途径关键基因的挖掘 |
3.2 香草醛脱氢酶基因的扩增与活性验证 |
3.2.1 重组大肠杆菌的构建 |
3.2.2 重组vdh的诱导表达 |
3.3 拟无枝酸菌感受态的制备条件和电转条件确定 |
3.3.1 感受态制备的优化 |
3.3.2 不同电场强度对于电转的影响 |
3.4 vdh基因的敲除 |
3.4.1 质粒pKCKm Cas9Vdh的构建 |
3.4.2 敲除质粒pLYZYP01 的构建 |
3.4.3 阳性突变株的筛选和验证 |
3.5 Amycolatopsis sp.Δvdh发酵实验 |
3.5.1 突变株的发酵性能测定 |
3.5.2 突变株的发酵条件优化 |
主要结论与展望 |
主要结论 |
问题与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 Ⅰ:作者攻读硕士学位期间发表的论文 |
附录 Ⅱ:本研究构建的重组质粒 |
(4)皮状丝孢酵母的酚醛耐受性及纤维素油脂发酵研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 前言 |
1.2 生物燃料概述 |
1.3 微生物油脂 |
1.3.1 产油微生物 |
1.3.2 脂肪酸和TAG的合成途径 |
1.4 微生物油脂生产原料 |
1.5 木质纤维素生物炼制微生物油脂 |
1.5.1 木质纤维素结构 |
1.5.2 木质纤维素预处理及抑制物的形成 |
1.5.3 微生物脱毒 |
1.5.4 酚醛化合物的抑制作用 |
1.5.5 酚醛抑制物的微生物代谢途径 |
1.6 有机酸的利用 |
1.7 本课题的研究内容与意义 |
第2章 皮状丝孢酵母的酚醛耐受性研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 木质纤维素原料 |
2.2.2 实验菌株和培养基 |
2.2.3 干式稀酸预处理麦秆和生物脱毒 |
2.2.4 固含量15%的麦秆水解液制备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 种子培养 |
2.3.2 油脂发酵 |
2.3.3 细胞生长测定 |
2.3.4 油脂提取 |
2.3.5 总酚浓度测定 |
2.3.6 高效液相色谱分析 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 在木质纤维素水解液中利用油脂酵母生产微生物油脂 |
2.4.2 酚醛抑制物对油脂酵母生长的影响 |
2.4.3 油脂酵母转化酚醛抑制物 |
2.4.4 皮状丝孢酵母的酚醛代谢途径 |
2.4.5 酚醛抑制物对皮状丝孢酵母油脂发酵的影响 |
2.4.6 同步糖化共发酵评价皮状丝孢酵母在实际体系中的发酵性能 |
2.5 小结 |
第3章 皮状丝孢酵母利用木质纤维素来源的有机酸生产微生物油脂 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 种子培养 |
3.3.2 T.cutaneum MP11降解乙酸、乙酰丙酸 |
3.3.3 微生物油脂发酵 |
3.3.4 细胞生长测定和油脂提取 |
3.3.5 高效液相色谱分析 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 T.cutaneum MP11代谢乙酸、乙酰丙酸 |
3.4.2 验证T.cutaneum MP11以乙酸、乙酰丙酸为碳源生产微生物油脂 |
3.5 小结 |
第4章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间研究成果 |
致谢 |
附件 |
(5)阔叶红松林林隙中凋落物酚酸释放及其对红松种子萌发与苗木生长的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 林隙凋落物分解动态研究 |
1.2.2 酚酸类物质的研究进展 |
1.2.3 酚酸类物质对种子及幼苗生长的作用机制 |
1.2.4 酚酸物质与土壤养分的相互影响 |
1.3 研究内容和意义 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 拟解决的关键科学问题 |
1.3.3 研究意义 |
2 阔叶红松林不同林隙凋落物土壤中酚酸物质的动态释放规律 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 研究区自然概况 |
2.2.2 试验设计及样品采集 |
2.2.3 试验材料 |
2.2.4 HPLC法测定酚酸物质的方法优化 |
2.2.5 样品中酚酸物质的提取 |
2.2.6 统计分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 阔叶红松林林隙凋落物及土壤中酚酸物质HPLC测定法优化 |
2.3.2 凋落物及土壤中酚酸物质含量分析 |
2.3.3 凋落物中与土壤中酚酸物质、土壤各酚酸物质间相关性分析 |
2.3.4 酚酸物质在凋落物及土壤中的动态变化规律 |
2.3.5 林隙大小、凋落物分解时间及凋落物种类对酚酸类物质含量的影响 |
2.4 讨论 |
2.4.1 阔叶红松林林隙凋落物及土壤中酚酸物质含量分析 |
2.4.2 林隙大小对阔叶红松林内凋落物及土壤中酚酸物质含量的影响 |
2.4.3 分解时间对阔叶红松林内凋落物及土壤中酚酸物质含量的影响 |
2.4.4 凋落物种类对阔叶红松林内凋落物及土壤中酚酸物质含量的影响 |
2.5 本章小结 |
3 阔叶红松林林隙土壤酚酸物质与土壤养分的关系分析 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 研究区自然概况 |
3.2.2 试验设计及样品采集 |
3.2.3 试验指标测定方法 |
3.2.4 数据处理与统计分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 大林隙土壤酚酸物质与土壤养分的关系分析 |
3.3.2 中林隙土壤酚酸物质与土壤养分的关系分析 |
3.3.3 小林隙土壤酚酸物质与土壤养分的关系分析 |
3.4 讨论 |
3.5 本章小结 |
4 酚酸物质对红松种子萌发及苗木生长的影响 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 试验设计 |
4.2.3 测定指标及方法 |
4.2.4 数据处理与统计分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 酚酸溶液对红松种子萌发的影响 |
4.3.2 酚酸溶液对红松苗生长指标的影响 |
4.3.3 酚酸溶液对红松苗针叶光合色素含量的影响 |
4.3.4 酚酸溶液对红松针叶抗氧化保护酶及丙二醛含量的影响 |
4.3.5 酚酸溶液对红松针叶渗透调节物质含量的影响 |
4.3.6 酚酸溶液对红松生长化感综合效应分析 |
4.4 讨论 |
4.4.1 酚酸物质对红松种子萌发的影响 |
4.4.2 酚酸物质对红松苗木生长的影响 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
附件 |
(6)丁香酚生物转化香兰素发酵工艺优化及转录组分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 香兰素概况 |
1.1.1 香兰素的结构与性质 |
1.1.2 香兰素的应用 |
1.2 香兰素的生产方法 |
1.2.1 天然提取法 |
1.2.2 化学合成法 |
1.2.3 生物转化法 |
1.3 香兰素的检测 |
1.4 转录组学测序研究 |
1.4.1 转录组测序技术简介 |
1.4.2 转录组测序在微生物中的应用 |
1.5 本论文的研究意义及主要研究内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
2 转化丁香酚生成香兰素的菌种筛选及鉴定 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料 |
2.2.1 菌源 |
2.2.2 培养基 |
2.2.3 试剂 |
2.2.4 主要实验仪器与设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 菌种筛选 |
2.3.2 香兰素的测定-硫代巴比妥酸光度法 |
2.3.3 菌种形态及生理生化特性 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 硫代巴比妥酸光度法验证结果 |
2.4.2 菌种筛选结果 |
2.4.3 菌种鉴定 |
2.5 本章小结 |
3 蜡样芽孢杆菌S000450-3发酵丁香酚合成香兰素的条件优化 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与仪器 |
3.2.1 主要材料与方法 |
3.2.2 主要试剂与仪器 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 发酵培养基碳源种类对香兰素产量的影响 |
3.3.2 发酵培养基氮源种类对香兰素产量的影响 |
3.3.3 发酵培养基无机盐种类对香兰素产量的影响 |
3.3.4 发酵培养基碳源(牛肉膏)浓度对香兰素产量的影响 |
3.3.5 发酵培养基氮源(蛋白胨)浓度对香兰素产量的影响 |
3.3.6 发酵培养基(复合)无机盐浓度对香兰素产量的影响 |
3.3.7 发酵培养基氮源、无机盐浓度的组合对香兰素产量的影响 |
3.3.8 发酵培养基初始pH值对香兰素产量的影响 |
3.3.9 发酵温度对香兰素产量的影响 |
3.3.10 接种量对香兰素产量的影响 |
3.3.11 装液量及发酵培养基转速对香兰素产量的影响 |
3.3.12 底物浓度对香兰素产量的影响 |
3.3.13 底物浓度、菌种接种量、摇瓶装液量对香兰素产量的影响 |
3.3.14 筛选结果的验证 |
3.4 本章小结 |
4 不同香兰素合成条件下蜡样芽孢杆菌S000450-3转录组分析 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 菌株 |
4.2.2 培养基及培养条件 |
4.2.3 试剂及设备 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 样品准备 |
4.3.2 转录组测序流程 |
4.3.3 原始数据质量控制 |
4.3.4 参考序列比对分析 |
4.3.5 基因表达水平分析及基因差异表达分析 |
4.3.6 差异基因GO、KEGG、COG分析 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 总RNA质量检测结果 |
4.4.2 测序数据质量评估结果 |
4.4.3 与参考基因组序列比对结果统计 |
4.4.4 RNA-seq整体质量评估 |
4.4.5 基因表达水平分析结果 |
4.4.6 差异表达基因的筛选结果 |
4.4.7 GO、COG、KEGG通路注释结果统计 |
4.5 本章小结 |
5 结论、创新点及展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(7)添加辽东栎及蒙古栎对甘肃河西走廊产区干红葡萄酒香气品质的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Summary |
缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1 甘肃河西走廊产区葡萄酒概况 |
2 橡木概况 |
2.1 橡木资源概况 |
2.2 橡木在葡萄酒中的作用 |
2.2.1 橡木对葡萄酒颜色的作用 |
2.2.2 橡木对葡萄酒香气化合物的作用 |
2.2.3 橡木对葡萄酒口感的作用 |
2.3 橡木应用过程中存在的问题 |
2.4 其他树种在葡萄酒酿造过程中的应用 |
3 国产橡木在葡萄酒酿造过程中的应用 |
4 研究目的、内容及技术路线 |
4.1 研究目的 |
4.2 研究内容 |
4.3 技术路线 |
第二章 橡木中挥发性成分提取方法优化及其测定 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 主要试剂 |
1.3 试验仪器与设备 |
1.4 试验方法 |
1.4.1 单因素试验 |
1.4.2 响应面试验设计 |
1.4.3 试验效果评价方法 |
1.4.4 橡木片中香气化合物测定 |
1.4.5 国产辽东栎及蒙古栎中香气化合物测定 |
1.5 数据处理与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 单因素试验结果 |
2.2 响应面优化橡木提取工艺 |
2.2.1 响应面试验结果 |
2.2.2 响应面回归模型方差分析及显着性检验 |
2.2.3 响应面交互作用分析结果 |
2.3 国产辽东栎及蒙古栎中挥发性化合物测定结果 |
3 讨论 |
4 小结 |
第三章 添加辽东栎及蒙古栎对甘肃河西走廊产区干红葡萄酒发酵阶段主要香气品质的影响 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 主要试剂 |
1.3 试验仪器与设备 |
1.4 试验方法 |
1.5 数据处理与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 发酵过程中葡萄酒基本理化指标 |
2.2 发酵结束后葡萄酒香气物质分析 |
2.3 发酵过程中葡萄酒主要香气物质分析 |
3 讨论 |
4 小结 |
第四章 添加辽东栎及蒙古栎对甘肃河西走廊产区干红葡萄酒陈酿阶段主要香气品质的影响 |
1 材料与方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 主要试剂 |
1.3 试验仪器与设备 |
1.4 试验方法 |
1.5 数据处理与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 陈酿过程中葡萄酒基本理化指标 |
2.2 陈酿过程中葡萄酒主要香气物质分析 |
3 讨论 |
4 小结 |
第五章 结论与展望 |
1 结论 |
2 展望 |
附表 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间发表论文和研究成果 |
导师简介 |
(8)半理性设计和定向进化提高异丁香酚单加氧酶活性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 香草醛概述 |
1.1.1 香草醛简介 |
1.1.2 香草醛的应用 |
1.1.3 香草醛的市场概述 |
1.2 香草醛的生产概况 |
1.2.1 植物提取 |
1.2.2 化学合成法 |
1.2.3 生物转化法 |
1.2.4 微生物发酵法 |
1.2.5 酶法 |
1.2.6 植物细胞培养法 |
1.3 酶的固定化 |
1.3.1 传统的酶固定化法 |
1.3.2 新型酶固定化方法 |
1.3.3 细胞固定化 |
1.4 半理性设计 |
1.5 定向进化突变文库的构建 |
1.5.1 DNA shuffling |
1.5.2 易错聚合酶链反应(epPCR) |
1.6 本论文研究意义和主要研究内容 |
1.6.1 本论文研究意义 |
1.6.2 研究内容 |
1.7 本论文的创新之处 |
第2章 高通量筛选方法的优化 |
2.1 前言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 溶液配制 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 TBA法检测方法 |
2.3.2 TBA法检测限探究 |
2.3.3 异丁香酚与TBA法反应探究 |
2.3.4 异丁香酚对TBA法检测香草醛的干扰 |
2.3.5 底物异丁香酚加样方法优化 |
2.3.6 TBA法体系探究 |
2.3.7 TBA法准确性分析 |
2.3.8 TBA法标准曲线 |
2.3.9 菌株的培养及转化 |
2.3.10 HPLC法样品处理优化 |
2.3.11 洗脱程序的优化 |
2.3.12 HPLC法上样前处理 |
2.3.13 HPLC检测方法 |
2.3.14 HPLC法标准曲线 |
2.4 实验结果 |
2.4.1 TBA法检测线探究 |
2.4.2 TBA与底物异丁香酚反应探究 |
2.4.3 探究异丁香酚对TBA法检测香草醛的干扰 |
2.4.4 底物异丁香酚加样方法探究 |
2.4.5 TBA法检测体系探究 |
2.4.6 TBA法准确性分析 |
2.4.7 TBA法标准曲线 |
2.4.8 HPLC法样品处理优化 |
2.4.9 洗脱程序优化 |
2.4.10 HPLC法标准曲线的测定 |
2.5 本章小结 |
第3章 异丁香酚单加氧酶随机突变文库的构建 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 实验菌株 |
3.2.2 实验试剂 |
3.2.3 实验仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 菌株的培养 |
3.3.2 质粒提取 |
3.3.3 测序验证 |
3.3.4 酶表达验证 |
3.3.5 cepPCR扩增IEM基因 |
3.3.6 cepPCR产物琼脂凝胶电泳 |
3.3.7 cepPCR产物纯化回收 |
3.3.8 Megawhop PCR |
3.3.9 Megawhop PCR产物琼脂凝胶电泳 |
3.3.10 DpnI酶切处理及纯化 |
3.3.11 电转转化pET21a-IEM到 BL21(DE3)电击感受态细胞 |
3.3.12 菌落PCR验证 |
3.3.13 获得IEM基因突变文库 |
3.4 实验结果 |
3.4.1 出发菌株测序验证 |
3.4.2 pET21a-IEM引物设计质粒图谱 |
3.4.3 异丁香酚单加氧酶的表达 |
3.4.4 目的基因cepPCR产物凝胶电泳分析 |
3.4.5 Megawhop PCR产物凝胶电泳分析 |
3.4.6 菌落PCR验证 |
3.4.7 突变菌株测序验证 |
3.4.8 筛选结果 |
3.5 本章小结 |
第4章 IEM定点突变对生物转化的作用 |
4.1 前言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 实验菌株 |
4.2.2 实验试剂 |
4.2.3 实验仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 分析确定关键位点进行定点突变 |
4.3.2 PCR扩增引物设计 |
4.3.3 PCR扩增 |
4.3.4 PCR产物验证 |
4.3.5 DpnI酶切 |
4.3.6 转化到E.Coli.BL21(DE3)感受态细胞 |
4.3.7 克隆子的验证 |
4.3.8 测序验证 |
4.3.9 突变后异丁香酚单加氧酶的表达验证 |
4.3.10 菌株的培养及转化 |
4.4 实验结果 |
4.4.1 单克隆菌落PCR验证 |
4.4.2 测序鉴定 |
4.4.3 IEM突变菌转化异丁香酚生成香草醛 |
4.5 本章小结 |
第5章 水凝胶固定含异丁香酚单加氧酶的细胞的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 实验菌株 |
5.2.2 实验试剂与药品 |
5.2.3 实验仪器 |
5.2.4 常用溶液配制 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 凝胶镜检前处理 |
5.3.2 固定化细胞的制备 |
5.3.3 固定化实验方法 |
5.3.4 转化方法与样品处理 |
5.3.5 固定化酶的制备条件优化 |
5.4 实验结果 |
5.4.1 水溶胀凝胶对孔形态的影响 |
5.4.2 细胞浓度对固定化细胞转化的影响 |
5.4.3 细胞浸泡时长对固定化细胞转化的影响 |
5.4.4 甘油浸泡时长对固定化细胞转化的影响 |
5.4.5 铝离子交联浓度对固定化细胞转化的影响 |
5.4.6 AlCl_3溶液交联时长对固定化细胞转化的影响 |
5.5 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附件 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
(9)芽孢杆菌TYF-LIM-B05利用木质素产愈创木酚的特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质素概况 |
1.2.1 木质素的来源 |
1.2.2 木质素的结构和分类 |
1.2.3 木质素的利用现状 |
1.3 木质素的生物降解 |
1.3.1 研究意义 |
1.3.2 真菌降解木质素的研究 |
1.3.3 细菌降解木质素的研究 |
1.3.4 木质素的生物降解酶系 |
1.4 利用木质素生产愈创木酚研究进展 |
1.4.1 愈创木酚概况 |
1.4.2 化学法 |
1.4.3 微生物发酵法 |
1.5 本课题研究意义及内容 |
1.5.1 研究背景及意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 研究技术路线图 |
第二章 TYF-LIM-B05 的分离与基本性质研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料与仪器 |
2.2.1 实验菌株 |
2.2.2 实验试剂 |
2.2.3 主要仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 培养基的制备 |
2.3.2 菌株的筛选与分离 |
2.3.3 生理生化特征鉴定 |
2.3.4 培养方法 |
2.3.5 菌株的生长和木质素降解率 |
2.3.6 菌株的16SrDNA鉴定 |
2.3.7 木质素降解菌的筛选 |
2.3.8 菌株的耐受性实验 |
2.3.9 多种碳源的利用 |
2.3.10 气质-联用检测 |
2.4 实验结果与讨论 |
2.4.1 分离菌株的16SrDNA鉴定 |
2.4.2 木质素降解菌株的筛选结果 |
2.4.3 系统进化分析 |
2.4.4 菌株的生化特征 |
2.4.5 木质素上的生长和降解 |
2.4.6 菌株的耐受性能 |
2.4.7 广泛的底物谱 |
2.4.8 发酵液主要成分的确定 |
2.5 本章小结 |
第三章 TYF-LIM-B05 发酵生产愈创木酚条件优化 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与仪器 |
3.2.1 实验菌株 |
3.2.2 实验试剂 |
3.2.3 主要仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 培养基的制备 |
3.3.2 培养方法 |
3.3.3 样品及流动相的处理 |
3.3.4 产物的检测方法 |
3.3.5 标曲的绘制 |
3.4 以碱木质素为底物发酵 |
3.4.1 碱木质素浓度对产量的影响 |
3.4.2 时间和酵母粉对菌株产愈创木酚的影响 |
3.4.3 pH对菌株产愈创木酚的影响 |
3.4.4 温度对菌株产愈创木酚的影响 |
3.5 利用其他底物产愈创木酚的情况 |
3.5.1 香草酸浓度对菌株产愈创木酚的影响 |
3.5.2 以秸秆为底物 |
3.6 本章小结 |
第四章 TYF-LIM-B05 全基因组测序与分析 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与仪器 |
4.2.1 实验菌株与培养基 |
4.2.2 实验试剂 |
4.2.3 实验主要仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 菌株培养 |
4.3.2 DNA提取 |
4.3.3 文库构建及库检 |
4.3.4 上机测序 |
4.3.5 生物信息分析流程 |
4.3.6 漆酶基因的引物设计及克隆 |
4.4 分析结果 |
4.4.1 数据概况 |
4.4.2 基因组概况 |
4.4.3 基因组组分分析 |
4.4.4 基因功能注释 |
4.4.5 基因组可视化分析 |
4.4.6 漆酶的扩增结果 |
4.4.7 乙醇通路的分析 |
4.4.8 愈创木酚通路的分析 |
4.4.9 基因组测序数据的提交 |
4.5 本章小结 |
第五章 主要结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间学术成果 |
致谢 |
(10)木质素衍生酚类物质对丁醇发酵的影响特征及胁迫机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 生物燃料发展现状 |
1.2 丁醇简介 |
1.2.1 丁醇的性质及其应用 |
1.2.2 丁醇的生产方法 |
1.2.3 丁醇发酵菌株及其代谢过程 |
1.2.4 丁醇发酵存在的问题 |
1.3 木质纤维素类生物质生产丁醇的研究现状 |
1.4 木质纤维素的预处理方法 |
1.4.1 物理法 |
1.4.2 化学法 |
1.4.3 生物法 |
1.5 木质纤维素预处理过程衍生的典型发酵抑制物 |
1.5.1 弱酸类抑制物 |
1.5.2 呋喃类衍生物 |
1.5.3 酚类物质 |
1.6 改善木质纤维素原料丁醇生产性能的工程策略 |
1.7 本论文的立题依据及主要研究内容 |
1.7.1 立题依据 |
1.7.2 主要研究内容 |
第二章 木质素衍生酚类物质对丁醇发酵的影响特征 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 菌株 |
2.2.2 培养基 |
2.2.3 主要药品和试剂 |
2.2.4 主要仪器和设备 |
2.2.5 菌种活化 |
2.2.6 ABE发酵 |
2.2.7 分析方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 酚类物质对无pH调节的丁醇发酵的影响 |
2.3.2 pH控制策略下丁醇发酵“酸崩溃”现象的解除 |
2.3.3 发酵罐中丁醇发酵动力学研究 |
2.3.4 酚类物质存在下的丁醇发酵参数综合分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于转录组学技术解析酚类物质抑制丁醇发酵的生理机制 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 微生物与培养基 |
3.2.2 酚类物质胁迫下的丁醇发酵与实验装置 |
3.2.3 分析方法 |
3.2.4 RNA提取与测序 |
3.2.5 差异表达基因热图的绘制 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 酚类物质胁迫下的丁醇发酵动力学特征 |
3.3.1.1 溶剂和有机酸生物合成特征 |
3.3.1.2 葡萄糖消耗、细胞生长和产物得率的变化特征 |
3.3.2 C.acetobutylicum对酚类物质胁迫下的转录组学分析 |
3.3.2.1 酚类物质胁迫下的C.acetobutylicum差异表达基因轮廓 |
3.3.2.2 酚类物质胁迫下膜转运基因的调控特征 |
3.3.2.3 酚类物质对糖酵解和主要碳代谢途径的影响 |
3.3.2.4 热休克蛋白相关基因的表达水平 |
3.3.2.5 双组分体系和产孢基因的表达 |
3.3.3 木质素衍生酚类物质对C.acetobutylicum生理代谢的全局抑制机理 |
3.4 本章小结 |
第四章 主要结论与展望 |
4.1 主要结论 |
4.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 :作者在攻读硕士期间的科研成果 |
四、微生物转化方法生产香草酸与香草醛的初步研究(论文参考文献)
- [1]碱蓬鞘氨醇单胞菌XS-10T降解阿魏酸的特性和机制[D]. 杨蕊. 内蒙古大学, 2021(12)
- [2]藏锦鸡儿灌丛沙堆对灌丛化荒漠草原土壤有机碳的影响[D]. 任瑾涛. 内蒙古大学, 2021
- [3]利用CRISPR-Cas9技术构建敲除vdh的产香草醛拟无枝酸菌[D]. 郑义培. 江南大学, 2021(01)
- [4]皮状丝孢酵母的酚醛耐受性及纤维素油脂发酵研究[D]. 张翼. 华东理工大学, 2021(08)
- [5]阔叶红松林林隙中凋落物酚酸释放及其对红松种子萌发与苗木生长的影响[D]. 梁薇薇. 东北林业大学, 2021(09)
- [6]丁香酚生物转化香兰素发酵工艺优化及转录组分析[D]. 党玥. 陕西科技大学, 2021(09)
- [7]添加辽东栎及蒙古栎对甘肃河西走廊产区干红葡萄酒香气品质的影响[D]. 牛见明. 甘肃农业大学, 2020(09)
- [8]半理性设计和定向进化提高异丁香酚单加氧酶活性的研究[D]. 方徽雁. 深圳大学, 2020(10)
- [9]芽孢杆菌TYF-LIM-B05利用木质素产愈创木酚的特性研究[D]. 樊璐璐. 太原理工大学, 2020(07)
- [10]木质素衍生酚类物质对丁醇发酵的影响特征及胁迫机制研究[D]. 郑盼丽. 淮阴工学院, 2020