藍(lán)光調(diào)控黑曲霉生長(zhǎng)發(fā)育的研究.pdf

1、研究光信號(hào)對(duì)真菌發(fā)育的影響機(jī)制，可為光調(diào)控真菌的生命周期以及生長(zhǎng)發(fā)育、提高代謝產(chǎn)物產(chǎn)量奠定理論基礎(chǔ)，對(duì)于控制有害真菌或開(kāi)發(fā)有益真菌都具有非常重要的意義。黑曲霉(Aspergillusniger)是外源基因在絲狀真菌的重要表達(dá)系統(tǒng)，有著重要的生產(chǎn)實(shí)踐價(jià)值。本論文以產(chǎn)糖化酶黑曲霉為材料，研究藍(lán)光下的分生孢子發(fā)育的形態(tài)變化和生理生化變化規(guī)律，考察黑曲霉對(duì)光質(zhì)、光強(qiáng)及照光時(shí)間等的反應(yīng)；采用抑制性消減雜交方法，初步分析了藍(lán)光作用下黑曲霉的部分差異

2、表達(dá)基因，研究了藍(lán)光對(duì)糖化酶基因、巰基氧化酶、交替氧化酶基因表達(dá)的影響。得到以下主要結(jié)果： 1.以持續(xù)黑暗培養(yǎng)為對(duì)照，研究了紅光、藍(lán)光下黑曲霉形態(tài)發(fā)育過(guò)程。結(jié)果表明，與黑暗對(duì)照相比，藍(lán)光處理使菌絲和分生孢子梗粗壯，頂囊顯著膨大，分生孢子增大，分生孢子發(fā)育提前。黑曲霉在持續(xù)黑暗條件下可以形成分生孢子梗并進(jìn)行正常的孢子發(fā)育，但藍(lán)光促進(jìn)與加快發(fā)育進(jìn)程，尤其是以分生孢子梗形成后以及頂囊初步形成時(shí)的黑曲霉(36h-old)對(duì)藍(lán)光最敏感。

3、 2.以黑暗為對(duì)照，研究了藍(lán)光與紅光對(duì)黑曲霉產(chǎn)糖化酶及生理生化的影響。結(jié)果表明，持續(xù)藍(lán)光作用下，還原糖消耗快，黃素類(lèi)物質(zhì)合成增加；在產(chǎn)孢階段，藍(lán)光使糖化酶活力迅速增加，培養(yǎng)3d~4d，藍(lán)光下黑曲霉糖化酶產(chǎn)量最高達(dá)660．3U／mL，比黑暗高154﹪；生物量增加了49．48﹪；研究表明：藍(lán)光誘導(dǎo)可以抑制黑曲霉谷氨酰胺-6-磷酸果糖氨基轉(zhuǎn)移酶(GFA)的活性，提高產(chǎn)孢率，藍(lán)光促進(jìn)與加快分生孢子發(fā)育進(jìn)程；孢子發(fā)育和產(chǎn)糖化酶的進(jìn)程有一定的

4、對(duì)應(yīng)性。分生孢子梗形成后以及頂囊初步形成時(shí)的黑曲霉(36h-old)在經(jīng)藍(lán)光照射后，對(duì)提高產(chǎn)孢率和糖化酶產(chǎn)量最為有效；經(jīng)強(qiáng)光處理的黑曲霉，其產(chǎn)孢率要高于弱光處理的，但對(duì)于光調(diào)節(jié)促進(jìn)黑曲霉產(chǎn)糖化酶來(lái)說(shuō)，無(wú)論是弱光還是強(qiáng)光都具有同樣明顯的促進(jìn)作用，黑曲霉能夠感應(yīng)光強(qiáng)度變化，調(diào)節(jié)其自身代謝和發(fā)育進(jìn)程。研究結(jié)果可為在現(xiàn)有水平上應(yīng)用藍(lán)光調(diào)節(jié)提高代謝物產(chǎn)量，提供一種新的光誘導(dǎo)模式和思路。 3.以黑暗培養(yǎng)至36h再經(jīng)藍(lán)光處理4h的菌絲為實(shí)驗(yàn)組

5、，對(duì)應(yīng)時(shí)間段的黑曲霉菌絲為對(duì)照，采用抑制性消減雜交(SSH)方法，構(gòu)建了藍(lán)光作用下黑曲霉的差異表達(dá)基因的eDNA文庫(kù)。陽(yáng)性克隆菌落經(jīng)PCR擴(kuò)增出大小在200bp左右的差異表達(dá)基因的cDNA片段，對(duì)其中7個(gè)陽(yáng)性克隆進(jìn)行序列同源性分析，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)未知功能的差異表達(dá)基因；在已知的片段中，同源性最高的是糖化酶(G1，同源性為100﹪)、巰基氧化酶(SOX,同源性為99﹪)和交替氧化酶基因(AOX,同源性為89﹪)。 4.以實(shí)時(shí)定量PCR

6、分析了3個(gè)已知的差異基因片段在藍(lán)光下的表達(dá)。結(jié)果表明，3個(gè)基因在藍(lán)光誘導(dǎo)下表達(dá)量均有提高，變化趨勢(shì)相似：照光后1h表達(dá)增加，2h達(dá)到高峰，以后表達(dá)逐漸降低。其中以交替氧化酶(AOX)同源的基因片段的表達(dá)差異最明顯，在黑暗中直到40h才‘開(kāi)始表達(dá)，而藍(lán)光照射后1h，表達(dá)量就增加。 5．以黑暗培養(yǎng)至36h的黑曲霉菌絲為材料，比較了交替氧化酶專(zhuān)一抑制劑水楊基氧肟酸(SHAM)和激活劑丙酮酸鈉以及H202分別對(duì)藍(lán)光和黑暗下黑曲霉產(chǎn)孢率的