人工神经网络耦合遗传算法优化细菌纤维素发酵培养基

细菌纤维素作为新型生物材料,已成为生物材料研究热点,但产量低限制了其进一步应用。选择合适的优化策略是实现产量提高的一个重要方法。本文在正交和均匀设计实验传统建模方法的基础上,运用人工神经网络模型结合遗传算法优化汉氏葡糖醋杆菌(Komagataeibacter hansenii HDM1-3)产细菌纤维素发酵培养基。结果表明,最佳培养基配方为葡萄糖3.98%、牛肉膏0.34%、酵母膏0.19%、磷酸氢二钠0.22%、磷酸氢二钾0.46%、乙醇2.23%。在此配方下,细菌纤维素产量最高达到2.87 g·L~(-1),与优化前培养基的产量相比提高了1.18倍。本研究优化了细菌纤维素发酵培养基参数,为细菌纤维素高产发酵及工业化推广应用提供了依据。     

黑木耳凝集素的分离、纯化及抗肿瘤活性研究

黑木耳是常见的食用菌,不仅营养丰富,还具有众多的生物活性。近年来对黑木耳多糖研究较多,对于其他成分研究较少,因此,本文利用(NH_4)_2SO_4沉淀和亲和层析的方法提取到黑木耳凝集素,对其性质和抗肿瘤活性进行了初步探讨。结果表明,黑木耳凝集素耐酸,不耐碱,不具备热稳定性,具有糖特异性;对肺癌(A549)和乳腺癌细胞(MCF-7)都有抑制性。此研究为今后黑木耳凝集素的活性研究提供基础。     

反硝化细菌Y39-6的基因组及生理生化特征研究

菌株Y39-6是从哈尔滨周边地区地下水中分离的一株假单胞菌，具有异养反硝化和自养脱氮能力，由于假单胞菌属内的菌种鉴定存在复杂性，对菌株Y39-6的具体分类仍有争议。通过获得菌株Y39-6的全基因组序列，进行比较基因组学分析，分析了菌株的碳源利用和脂肪酸含量特征，对菌株的生理生化特征进行了系统研究。发现菌株Y39-6与模式菌Pseudomonas veronii CIP 104663T的基因组相似性更高，G+C的含量接近，共有基因数量最多，为368个，碳源利用特征相似，可以确定菌株Y39-6属于Pseudomonas veronii菌种。菌株Y39-6有15个特有基因，主要脂肪酸为C16∶0和C17∶0 cyclo,含量分别为22.05%和21.25%,与Pseudomonas veronii菌种的其他菌株相比，存在明显的特异性。通过以上研究，确定了菌株Y39-6的分类地位和生物学特征，为菌株Y39-6的进一步应用提供了生物学参考依据。     

纤维素产生菌汉氏葡糖醋杆菌HDM1-3全基因组测序分析

为全面了解汉氏葡糖醋杆菌(Komagataeibacter hansenii,K.hansenii)HDM1-3的发酵特性，为提高纤维素产量提供基因组信息，对其基因组数据进行测序分析。采用PacBio RSⅡ平台对该菌株进行全基因组测序，基因组由1个3 659 612 bp染色体和2个质粒组成，编码3 820个蛋白质，含有7个纤维素合成酶基因。基于16S rRNA的系统发育分析表明了K.hansenii HDM1-3相对于醋酸杆菌科菌株的进化地位。在基因组中，共注释到碳水化合物活性酶88个。通过KEGG注释到代谢通路相关基因共3 132个，其中碳水化合物代谢相关基因287个。通过基因组测序获得了K.hansenii HDM1-3完整的基因组信息，为改造该菌株提供了基因组学基础。     

蓝靛果酸奶配方优化及其抗氧化活性研究

基于蓝靛果富含丰富的营养成分和多酚类物质,开发了一款蓝靛果酸奶饮品。以蓝靛果与纯牛奶为主原料,以感官评分为指标,采用响应面法优化制备工艺,对质构特性进行分析,探究蓝靛果酸奶的抗氧化能力。结果表明,蓝靛果酸奶的最佳工艺参数为：每100 g纯牛奶发酵剂添加量0.15%、蔗糖添加量12%、发酵时间7 h、蓝靛果浆添加量15%。该工艺条件下制得的蓝靛果酸奶质地较均匀,奶香味和蓝靛果香味较融洽,感官得分为84.90分。经检测,蓝靛果酸奶的花色苷含量为0.35 mg·g^-1,抗氧化能力强于空白组,蓝靛果的加入赋予了该酸奶较高的抗氧化能力。     

光照条件对黄芩种子萌发及光形态建成的影响

研究不同光照条件(16 h光照+8 h黑暗、12 h光照+12 h黑暗、全黑暗)对黄芩种子表型、生理及代谢性状的影响，以发芽率、发芽势、叶绿素、可溶性糖和脂肪酸等相关指标，来筛选出适合黄芩种子萌发的条件。结果表明，光暗结合处理比黑暗处理更适合种子萌发，而全黑暗处理则明显抑制黄芩种子萌发，使其下胚轴伸长增加，光形态建成被抑制。在12 h光照+12 h黑暗处理中，黄芩种子的发芽率、发芽势和脂肪酸含量均显著高于其他两组处理；叶绿素和可溶性糖含量在16 h光照+8 h黑暗处理中积累最多。通过研究不同光照条件对种子萌发的影响，揭示了不同光照条件下黄芩种子萌发过程中代谢物的变化规律及积累模式，为黄芩种子萌发筛选出最佳条件，也为今后研究黄芩种子萌发提供实践依据。     

纳豆菌(Bacillus subtilis)提取物提高NK细胞活性

研究了从纳豆菌(Bacillussubtilis)中筛选得到的AK株的代谢产物经口服后对NK细胞活性的影响。其结果为:白鼠服用群的50%NK细胞活性增强;用于人群试验的合成品AKH通过人群7天服用后,被试者中末梢血中NK细胞活性增强者数量增加。纳豆菌提取物可作为保健食品。     

改性活性污泥处理重金属废水过程中群落结构变化特征

通过静态厌氧方式驯化好氧活性污泥,将其改性成以厌氧菌为主的活性污泥体系来处理不同种类、不同浓度的重金属废水,探究改性污泥在处理低浓度重金属废水过程中群落结构的变化趋势和重金属离子的去除效果。结果表明,改性活性污泥在处理低浓度重金属废水后,群落结构多样性均会呈现出不同程度的降低,优势菌群也会发生相应的变化。本次实验所获得的改性活性污泥对Cu2+和Cr(VI)均有较好的处理效果,且Cu2+去除率高达98%,COD的去除率也可达到85%以上,表明该方法在实际低浓度重金属有机废水处理中具有一定的推广价值。     

小白链霉菌(Streptomyces albulus)的原生质体制备研究

广谱天然防腐剂ε-多聚赖氨酸产生菌Streptomyces albulus的育种工作目前仅处于常规育种水平,为对其进行原生质体技术的育种改造,对影响S.albulus原生质体制备的几个重要因子进行了详细研究。测定了S.albulus的生长曲线,确定制备原生质体的最佳菌龄为稳定期初期即培养40h;S发酵液中添加2·0%甘氨酸可使原生质体形成率最高;以破坏链霉菌细胞壁效果最好的溶菌酶进行酶解,确定最佳酶解温度为为35℃、最佳酶解时间为180min、最佳溶菌酶浓度为2.0mg·mL-1;在以上最佳原生质体制备条件下可获得纯净且量多的S.albulus原生质体,形成量达1.74×108cfu·mL-1,为S.albulus原生质体的进一步遗传育种奠定了良好的基础。