摘""要:間座殼屬(Diaporthe)真菌是一類重要的植物病原真菌、內(nèi)生菌及腐生菌,廣泛分布于生態(tài)系統(tǒng)中。本研究利用LC-MS和GC-MS法測(cè)定16株間座殼屬產(chǎn)植物激素、有機(jī)酸和脂肪酸的種類及產(chǎn)量,并通過(guò)Ward法聚類分析對(duì)不同菌株進(jìn)行品質(zhì)類型的分類。結(jié)果表明:16株菌株中均能檢測(cè)到4種植物激素、3種有機(jī)酸和5種脂肪酸。植物激素分別為脫落酸(ABA,平均產(chǎn)量125.36"μg/kg)、吲哚乙酸(IAA,平均產(chǎn)量40.28"μg/kg)、水楊酸(SA,平均產(chǎn)量6.63"μg/kg)和茉莉酸(JA,平均產(chǎn)量4.95"μg/kg),ABA的產(chǎn)量明顯高于其他植物激素。有機(jī)酸為琥珀酸(平均產(chǎn)量336.04"μg/g)、維生素C(Vc,平均產(chǎn)量10.03"μg/g)和莽草酸(平均產(chǎn)量0.58"μg/g),其中琥珀酸產(chǎn)量明顯高于其他有機(jī)酸。脂肪酸分別為反亞油酸(平均產(chǎn)量58.99"μg/g)、亞麻酸(平均產(chǎn)量28.15"μg/g)、硬脂酸(平均產(chǎn)量21.35"μg/g)、棕櫚酸(平均產(chǎn)量17.07"μg/g)和油酸(平均產(chǎn)量15.22"μg/g)。利用植物激素、有機(jī)酸和脂肪酸累積狀況對(duì)16株間座殼屬分別進(jìn)行聚類分析,均把D."biconispora"D43菌株單獨(dú)歸為一個(gè)類群,該菌株的ABA(443.86"μg/kg)、琥珀酸(1115.98"μg/g)、莽草酸(1.21"μg/g)和油酸(60.75"μg/g)的產(chǎn)量均最高,而反亞油酸產(chǎn)量(7.08"μg/g)最低。綜合分析認(rèn)為D."biconispora"D43菌株在琥珀酸的開發(fā)利用方面具有一定潛力。研究結(jié)果為間座殼屬真菌在食品、化工等領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞:間座殼屬;植物激素;有機(jī)酸;脂肪酸中圖分類號(hào):R284""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Production"of"Phytohormones,"Organic"Acids"and"Fatty"Acids"by"Diaporthe"Fungi
WANG"Shumin1,2,"SUN"Jinhua1,"GONG"Deqiang1,"CHEN"Gengxin3,"LI"Min1*,"HU"Meijiao1*
1."Environment"and"Plant"Protection"Institute,"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences,"Haikou,"Hainan"571101,"China;"2."School"of"Life"Sciences,"Hainan"University,"Haikou,"Hainan"570228,"China;"3."School"of"Tropical"Agriculture"and"Forestry,"Hainan"University,"Danzhou,"Hainan"571737,"China
Abstract:"Species"of"Diaporthe"have"broad"host"ranges"and"are"widely"distributed"in"ecosystems,"occurring"as"plant"pathogens,"endophytes"or"saprobes."In"this"study,"the"ingredients"and"contents"of"phytohormones,"organic"acids,"and"fatty"acids"in"16"strains"of"Diporthe"fungi,"collected"and"identified"from"Xisha"islands,"were"detected"by"LC-MS"and"GC-MS"methods."Cluster"analysis"by"Ward"method"of"Euclid"Distance"was"used"to"classify"the"quality"types"of"different"strains."The"results"showed"that"four"phytohormones,"three"organic"acids,"and"five"fatty"acids"could"be"detected."The"phytohormones"included"abscisic"acid"(ABA,"average"yield"125.36"μg/kg),"indole-3-acetic"acid"(IAA,"average"yield"40.28"μg/kg),"salicylic"acid"(SA,"average"yield"6.63"μg/kg)"and"jasmonic"acid"(JA,"average"yield"4.95"μg/kg)."the"yield"of"ABA"was"significantly"higher"than"other"plant"hormones,"and"the"four"phytohormones"contents"of"different"strains"varied"greatly."Organic"acids"were"succinic"acid"(average"yield"336.04"μg/g),"succinic"acid"(Vc,"average"yield"10.03"μg/g),"shikimic"acid"(average"yield"0.58"μg/g)."The"succinic"acid"production"of"Diporthe"fungus"was"significantly"higher"than"those"of"other"organic"acids."The"yield"of"organic"acids"varied"greatly"among"the"16"strains."The"fatty"acids"were"trans"linoleic"acid"(average"yield"58.99"μg/g),"linolenic"acid"(average"yield"28.15"μg/g),"stearic"acid"(average"yield"21.35"μg/g),"palmitic"acid"(average"yield"17.07"μg/g)"and"oleic"acid"(average"yield"15.22"μg/g)."The"production"of"trans"linoleic"acid"were"the"highest,"while"the"production"of"oleic"acid"the"lowest,"and"the"five"organic"acids"contents"of"different"strains"varied"remarkably."Cluster"analysis"using"plant"hormones,"organic"acids,"and"fatty"acids"of"the"16"strains"revealed"D."biconispora"D43"was"independent"group."The"strain"showed"the"highest"production"of"ABA"(average"yield"443.86"μg/kg),"succinic"acid"(average"yield"1115.98"μg/g),"shikimic"acid"(average"yield"1.21"μg/g),"and"oleic"acid"(average"yield"60.75"μg/g),"while"the"lowest"production"of"linoleic"acid"(average"yield"7.08"μg/g)."Comprehensive"analysis"suggests"that"D."biconispora"D43"had"certain"potential"for"the"development"and"utilization"of"microbial"derived"succinic"acid."This"study"would"provide"information"for"the"research"and"appication"of"Diaporthe"resources"in"the"field"of"food,"chemical"industry,"and"other"related"fields.
Keywords:"Diaporthe;"phytohormones;"organic"acids;"fatty"acids
DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2024.11.022
間座殼屬(Diaporthe)于1870年由NITSCHKE建立,屬子囊菌門(Ascomycota)類売菌綱(Sordariomycetes)間座殼目(Diaporthales)間座殼科(Diapoithaceae)真菌。SACCARDO于1883年提出了擬莖點(diǎn)霉(Phomopsis)為間座殼屬的無(wú)性階段。2011年,墨爾本命名法會(huì)議上通過(guò)《國(guó)際藻類、菌物和植物命名法規(guī)》(ICN),會(huì)議決定采用“一菌一名”的單一命名法[1]。間座殼屬取得了該屬命名權(quán)。該屬地理分布廣,寄主種類多,在自然生態(tài)系統(tǒng)中占有極為重要的地位[2]。該屬引起多種作物、觀賞植物和林木病害,是重要的植物病原真菌,同時(shí)也是植物的內(nèi)生菌和腐生菌[3-8]。研究表明間座殼屬具有復(fù)雜和發(fā)達(dá)的次生代謝能力[9-10],已鑒定的次生代謝產(chǎn)物中包含有聚酮類、生物堿類、萜類、肽、蒽醌類及其他類型結(jié)構(gòu)化合物,大多具有抗腫瘤、殺菌、殺寄生蟲、抗高脂血癥、抗氧化等生物活性[9-11],為新型藥物開發(fā)和生物合成提供了重要資源。然而對(duì)其發(fā)酵分泌的其他代謝產(chǎn)物,如有機(jī)酸、脂肪酸和植物激素等方面的研究和利用鮮有報(bào)道。2018—2023年,筆者在進(jìn)行西沙群島微生物資源調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),調(diào)查的22個(gè)島礁中,從12個(gè)島礁的33種植物中均發(fā)現(xiàn)該屬菌株,共鑒定保存該屬真菌80余株。表明間座殼屬真菌廣泛分布于西沙群島的植物群落中,是我國(guó)熱帶島礁特殊生境中一類重要的真菌資源,亦是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[12]。本研究選取采集鑒定的16個(gè)代表性間座殼屬菌株,分別測(cè)定其植物激素、有機(jī)酸和脂肪酸等分泌情況,比較分析不同菌株間的化合物種類及含量差異等,旨在探討其在食品、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用潛能,為挖掘新的有益真菌資源提供研究基礎(chǔ)。
1.1""材料
1.1.1""供試菌株""16株供試菌株由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所分離、鑒定、保存,菌株具體信息見表1。
1.1.2""試劑""馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基,草酸、磷酸二氫銨、磷酸、氫氧化鉀、甲酸、氯仿、乙酸乙酯、石油醚和甲醇(色譜純)用于樣品處理和指標(biāo)測(cè)定。
1.1.3""主要儀器設(shè)備""臺(tái)式冷凍離心機(jī)(型號(hào):Eppendorf"5810R,艾本德股份公司)。高效液相串聯(lián)質(zhì)譜儀(液相色譜儀型號(hào):ACQUITY"UPLC"I-Class,三重四極桿質(zhì)譜儀型號(hào):Waters"Xevo"TQ-S"micro,美國(guó)沃特世有限公司)。高效液相色譜儀(型號(hào):Waters"e2695+PDA"2998,美國(guó)沃特世有限公司)。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(型號(hào)7890A-5975C,美國(guó)安捷倫科技公司)。
1.2""方法
1.2.1""菌株樣品的處理""將待測(cè)16株菌株接種于馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基上,于25"℃培養(yǎng)4"d,用無(wú)菌打孔器在菌落邊緣打制4個(gè)菌餅(d=5"mm),將其放入裝有100"mL馬鈴薯葡萄糖(PDB)液體培養(yǎng)基的250"mL錐形瓶中,置于28"℃,180"r/min恒溫?fù)u床中發(fā)酵培養(yǎng)7"d。雙層紗布過(guò)濾,收集菌絲體,將其放入研缽中,加入液氮充分研磨至粉末狀,再分裝至離心管中,置于–80"℃,備用。
1.2.2""激素種類和含量檢測(cè)""稱取"0.5"g菌絲樣品至10"mL離心管中,加入3"mL預(yù)冷的80%甲醇混勻,勻漿液在渦旋儀2500"r/min渦旋1"min,4"℃萃取24"h后,離心機(jī)預(yù)冷至4"℃,以8000"r/min"離心10"min。利用注射器取其上清液1"mL,用0.22"μm濾膜過(guò)濾至1.5"mL進(jìn)樣瓶中。設(shè)置3組重復(fù),以PDB培養(yǎng)基作對(duì)照。
液相色譜條件:采用ACQUITY"UPLC"BEH"Shield"RP18色譜柱(2.1"mm×50"mm,"1.7"μm),進(jìn)樣量2"μL,流動(dòng)相A為0.1%甲酸水,B為甲醇,流速為0.2"mL/min進(jìn)行洗脫,柱溫37"℃,運(yùn)行時(shí)間8"min。質(zhì)譜條件:離子源溫度為120"℃,脫溶劑氣溫度為380"℃,毛細(xì)管電壓為2.0"kV,錐孔氣流速為60"L/h,脫溶劑氣流速600"L/h,碰撞氣流速0.18"mL/min,采用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(multiple"reaction"monitoring,"MRM)檢測(cè)方法。
定量分析:以茉莉酸甲酯(MeJA)、茉莉酸(JA)、赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)、脫落酸(ABA)、玉米素(ZT)和水楊酸(SA)為標(biāo)準(zhǔn)品(上海源葉生物科技有限公司),通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時(shí)間和峰面積進(jìn)行比較,定量分析樣品中激素種類和含量。
1.2.3""有機(jī)酸種類和含量檢測(cè)""稱取1"g菌絲樣品至10"mL離心管中,加入3"mL"0.05%草酸提取30"min,置于離心機(jī)中,以10000"r/min,離心5"min后,利用無(wú)菌注射器取其上清液1"mL,通過(guò)0.22"μm無(wú)菌濾膜過(guò)濾至1.5"mL進(jìn)樣瓶中。設(shè)置3組重復(fù),以PDB培養(yǎng)基作對(duì)照。
液相色譜條件:色譜柱Agilent"C18(4.6"mm×"250"mm×5"μm)。柱溫為室溫,檢測(cè)波長(zhǎng)為210"nm,進(jìn)樣量為10"μL。流動(dòng)相為5%磷酸二氫銨,用磷酸調(diào)pH為2.1。
定量分析:以檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、酒石酸、奎寧酸、莽草酸、Vc為標(biāo)準(zhǔn)品(上海源葉生物科技有限公司)。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時(shí)間和峰面積進(jìn)行比較,定量分析樣品中有機(jī)酸種類和含量。
1.2.4""脂肪酸種類和含量檢測(cè)""稱取0.5"g菌絲樣品移入2"mL離心管中,加入1"mL石油醚-乙醚混合液,加入0.5"mL氫氧化鉀-甲醇溶液進(jìn)行脂肪酸甲酯化;渦旋振蕩,靜止反應(yīng)1"h;再次渦旋振蕩,加入1"mL去離子水;靜置30"min分層,以4500"r/min離心2"min,上清液經(jīng)0.22"μm有機(jī)濾膜過(guò)濾。設(shè)置3組重復(fù),以PDB培養(yǎng)基作對(duì)照。
氣相色譜條件:安捷倫毛細(xì)管柱DB-225MS(30"m×0.25"mm×0.25"μm),恒定流速1"mL/min,進(jìn)樣口溫度為280"℃,進(jìn)樣量為1"μL,分流比為2∶1。升溫程序:初始溫度為50"℃,保持1"min;以5"℃/min升溫至200"℃,以2"℃/min升溫至230"℃,保持10"min。傳輸線溫度為280nbsp;℃,離子源溫度為230"℃,四極桿溫度為150"℃,電離方式為EI源,電離能量為70"eV,溶劑延遲2"min。
定量分析:以棕櫚酸甲酯、棕櫚油酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、反亞油酸甲酯、亞油酸甲酯等35種化合物為標(biāo)準(zhǔn)品(NU-CHEK,美國(guó)紐雀客有限公司)。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時(shí)間和峰面積進(jìn)行比較,定量分析樣品中脂肪酸種類和含量。
1.3""數(shù)據(jù)處理
利用Excel"2007軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì),使用IBM"SPSS"25.0軟件進(jìn)行多重比較和聚類分析。
2.1""間座殼屬真菌產(chǎn)植物激素分析
通過(guò)檢測(cè)表明,16個(gè)菌株的菌絲體均能檢測(cè)到ABA、IAA、JA和SA"4種植物激素。根據(jù)植物激素標(biāo)品的線性回歸方程(表2),得出16個(gè)菌株植物激素含量(表3)。各植物激素平均含量排序?yàn)锳BA(125.36"μg/kg)gt;IAA(40.28"μg/kg)gt;SA(6.63"μg/kg)gt;JA(4.95"μg/kg)。不同菌株菌絲體的ABA含量差異較大,其變異系數(shù)達(dá)到0.72。其中,D43菌株含量最高,為443.86"μg/kg,顯著高于其他菌株;其次是D44菌株,產(chǎn)量為153.28"μg/kg,其余14個(gè)菌株菌絲體的ABA含量均較低,在57.66~143.82"μg/kg之間。不同菌株菌絲體的IAA含量差異大,其變異系數(shù)達(dá)到1.26。其中D44菌株含量最高,為185.72"μg/kg,顯著高于其他菌株;其次是D45菌株,IAA含量為143.54"μg/kg;其余菌株的IAA含量較低,在1.43~"55.31"μg/kg之間。不同菌株菌絲體中的JA含量不同,其變異系數(shù)為0.33。D40的JA含量最高,含量為8.70"μg/kg,顯著高于其他菌株;D42菌株的JA含量最低,僅為2.15"μg/kg。不同菌株菌絲體的SA含量不同,其變異系數(shù)為0.55。其中D40和D29的SA產(chǎn)量較高,分別為12.95、12.72"μg/kg,顯著高于其他菌株;D14含量最低,為1.04"μg/kg。
2.2""間座殼屬真菌產(chǎn)有機(jī)酸分析
通過(guò)測(cè)定間座殼屬產(chǎn)有機(jī)酸情況,結(jié)果表明,16株菌的菌絲體中均檢測(cè)到琥珀酸、Vc和莽草酸3種有機(jī)酸。根據(jù)標(biāo)品的線性回歸方程(表4),得出16個(gè)菌株各有機(jī)酸含量(表5)。按照平均含量排序?yàn)殓晁幔?36.04"μg/g)gt;Vc(10.03"μg/g)gt;莽草酸(0.58"μg/g)。琥珀酸的含量明顯高于Vc和莽草酸。不同菌株菌絲體間的琥珀酸含量差異較大,其變異系數(shù)達(dá)到0.73。其中,D43的琥珀酸含量最高,平均含量為1115.98"μg/g,顯著高于其他菌株;其次是D37、D46和D15,其含量分別為565.80、459.52、435.89"μg/g。不同菌株菌絲體間的Vc含量差異也較大,其變異系數(shù)達(dá)到0.71。其中,D46的Vc含量最高,為26.42"μg/g,顯著高于其他菌株;其次是D37菌株,Vc含量為24.21"μg/g,其余菌株的Vc含量均較低,在3.97~"17.00"μg/g之間。不同菌株菌絲體中的莽草酸含量不同,其變異系數(shù)為0.46。其中,D43的莽草酸含量最高,為1.21"μg/g,顯著高于其他菌株。
2.3""間座殼屬真菌產(chǎn)脂肪酸分析
通過(guò)測(cè)定表明,供試的16株菌絲體中均能檢測(cè)到棕櫚酸、硬脂酸、油酸、反亞油酸和亞麻酸5種脂肪酸。根據(jù)標(biāo)品的線性回歸方程(表6),計(jì)算出16個(gè)菌株各脂肪酸含量(表7)。按產(chǎn)量平均值排序?yàn)榉磥営退幔?8.99"μg/g)gt;亞麻酸(28.15"μg/g)gt;硬脂酸(21.35"μg/g)gt;棕櫚酸(17.07"μg/g)gt;油酸(15.22"μg/g)。16個(gè)菌株的反亞油酸含量差異大,其變異系數(shù)達(dá)到0.52。其中,D15含量最高,為146.13"μg/g,顯著高于其他菌株;菌株D43含量最低,為7.08"μg/g,顯著低于其他15個(gè)菌株。不同菌株的亞麻酸含量差異明顯,其變異系數(shù)達(dá)到0.58。其中,D37的亞麻酸含量最高,為70.91"μg/g,顯著高于其他菌株;其次為D14和D40,含量分別為51.63"μg/g和51.51"μg/g。不同菌株的硬脂酸含量不同,其變異系數(shù)為0.67。D30和D29含量較高,分別為52.87"μg/g和52.70"μg/g,顯著高于其他菌株。16個(gè)菌株的棕櫚酸含量差異較大,其變異系數(shù)達(dá)到0.93,D15的棕櫚酸含量最高,為61.60"μg/g,其次是D27(48.18"μg/g),其余菌株的棕櫚酸含量較低,在4.95~35.85"μg/g之間。不同菌株的油酸含量不同,其變異系數(shù)為1.02。其中,D43的油酸含量最高,為60.75"μg/g,顯著高于其他菌株;其次為D29,油酸產(chǎn)量為42.71"μg/g。
2.4""基于植物激素、有機(jī)酸、脂肪酸產(chǎn)量的聚類分析
利用16個(gè)間座殼屬真菌菌株的植物激素、有機(jī)酸和脂肪酸產(chǎn)量,按照系統(tǒng)聚類的歐氏距離Ward法分別進(jìn)行系統(tǒng)聚類?;谥参锛に禺a(chǎn)量的聚類結(jié)果表明,在遺傳距離為2.3處,可將16個(gè)菌株分為3個(gè)類群,其中,菌株D43單獨(dú)聚為一支,菌株D44和D45聚為一支,其他13個(gè)菌株聚為一支(圖1)?;谟袡C(jī)酸產(chǎn)量的聚類結(jié)果表明,在遺傳距離為1.5處,可將16個(gè)菌株分為3個(gè)類群,菌株D43單獨(dú)為一支,菌株D15、D37和D46聚為一支,其他12個(gè)菌株聚為一支(圖2)?;谥舅岙a(chǎn)量的聚類結(jié)果表明,在遺傳距離為8.5處,可將16個(gè)菌株分為4個(gè)類群,其中菌株D43仍單獨(dú)聚為一支,菌株D27單獨(dú)聚為一支,D14和D37聚為一支,其他12個(gè)菌株聚為一支(圖3)。
微生物發(fā)酵廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,給人類生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大改變。發(fā)酵制劑包括如植物激素、有機(jī)酸、脂肪酸、增稠劑、凝膠劑、增味劑、酶、風(fēng)味化合物、維生素、必需氨基酸、食用色素等[13-14]。研究發(fā)現(xiàn)多數(shù)真菌都可以產(chǎn)生植物激素。如藤倉(cāng)鐮刀菌(Fusarium"fujikuroi)通過(guò)分泌赤霉素(GA3)引起水稻惡苗病,被廣泛應(yīng)用于GA3的工業(yè)生產(chǎn)[15]??煽擅撸↙asiodiplodia"theobromae)發(fā)酵可以生產(chǎn)大量JA,且產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于植物[16-17]。近30年來(lái),研究者一直致力于利用微生物發(fā)酵培養(yǎng)產(chǎn)生天然ABA,以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。研究發(fā)現(xiàn)灰葡萄孢(Botrytis"cinerea)攜帶一個(gè)ABA生物合成基因簇[18],當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了灰葡萄孢工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)天然ABA[19]。此外,有報(bào)道可可毛色二孢產(chǎn)植物激素的種類,認(rèn)為該菌不僅可以大量產(chǎn)生JA,在其菌絲中還能檢測(cè)到GA3、ABA、SA和TZ等植物激素[20]。本研究測(cè)定了間座殼屬16個(gè)菌株分泌茉莉酸甲酯(MeJA)、JA、GA3、ABA、ZT、SA等植物激素的能力,發(fā)現(xiàn)間座殼屬真菌可以分泌4種植物激素,其中ABA的平均產(chǎn)量相對(duì)最高,但該屬真菌的植物激素水平總體較低。
大多數(shù)有機(jī)酸可通過(guò)微生物發(fā)酵進(jìn)行生產(chǎn),其中實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的有檸檬酸、葡萄糖酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸等[21]。黑曲霉(Aspergillus"inger)已經(jīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)檸檬酸、葡萄糖酸[14]。乳酸菌(Lactobacillus)是乳酸的主要生產(chǎn)菌。蘋果酸的主要生產(chǎn)菌是酪丁酸梭菌(C."tyrobutyricum)、S."cerevisiae、大腸桿菌(E."coli)等[22]。琥珀酸的發(fā)酵微生物多來(lái)源于產(chǎn)琥珀酸曼氏桿菌(Mannheimia"succiniciproducens)[23]、大腸桿菌、琥珀酸放線桿菌(Actinobacillus"succinogenes)[24]以及解脂耶氏酵母(Yarrowia"lipolytica)、釀酒酵母(Saccharomyces"cerevisiae)[25]和畢赤酵母(Pichia"kudriavzevii)[26]等。GUETTLER等[27]從牛瘤胃中分離篩選出1株琥珀酸放線桿菌菌株,琥珀酸產(chǎn)量達(dá)到70.0"g/L。黃超等[28]以大腸桿菌SUC37為出發(fā)菌株,通過(guò)Red同源重組技術(shù),構(gòu)建乳酸脫氫酶基因(ldhA)失活突變株,琥珀酸產(chǎn)量達(dá)59.26"g/L。孫瑩[29]篩選到1株總狀枝毛霉(M."racemosus),琥珀酸產(chǎn)量達(dá)21.25"g/L。BABAEI等[25]構(gòu)建的工程菌解脂耶氏酵母ST8578的琥珀酸產(chǎn)量達(dá)35.3"g/L。絲狀真菌分泌較多的有機(jī)酸是蘋果酸和檸檬酸,本研究檢測(cè)了16個(gè)間座殼屬菌株的檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、奎寧酸、莽草酸、Vc"6種有機(jī)酸的積累情況,發(fā)現(xiàn)16個(gè)菌株均能檢測(cè)到琥珀酸、莽草酸、Vc,琥珀酸的平均產(chǎn)量顯著高于Vc和莽草酸。其中D43菌株的琥珀酸產(chǎn)量達(dá)1115.98"μg/g,產(chǎn)量較高。針對(duì)該菌株的產(chǎn)酸特性,后續(xù)可開展該菌株的誘變處理、發(fā)酵條件篩選及基因工程改造等研究,挖掘其產(chǎn)酸潛力。
脂肪酸是微生物細(xì)胞膜的重要組成部分,具有重要的生物學(xué)功能。用于生產(chǎn)脂肪酸的微生物種類主要有藻類、真菌和細(xì)菌。其中酵母和絲狀真菌含有豐富的脂肪酸種類[30-32]。主要包括棕櫚酸、油酸等,此外還可以生產(chǎn)多不飽和脂肪酸,如亞麻酸、亞油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等。被孢霉(Mortierella)是最早研究并應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)亞油酸的菌種之一。M."viticola、卷枝毛霉(Mucor"circinelloides)、刺孢小克銀漢霉(Cunninghamella"echinulata)和雅致枝霉(Thamnidium"elegans)等絲狀真菌能夠積累亞麻酸[33]。青霉菌(Penicillium)、拉曼被孢霉(M."ramanniana)、深黃被孢霉(M."isabellina)和高山被孢霉(M."alpina)也可生產(chǎn)花生四烯酸[34]。裂殖壺菌(Schizochytrium"sp.)可生產(chǎn)二十二碳六烯酸[35]。本研究以棕櫚酸、油酸、亞麻酸、亞油酸等35種脂肪酸作為標(biāo)準(zhǔn)品,對(duì)16個(gè)間座殼屬菌株的脂肪酸積累情況進(jìn)行了研究。明確了間座殼屬真菌產(chǎn)油脂的種類。結(jié)果表明16個(gè)間座殼屬菌株均可以產(chǎn)生棕櫚酸、油酸、亞麻酸、硬脂酸和反亞油酸,其中反亞油酸的平均含量較高。反亞油酸具有損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞能力,還可能與炎癥因子的激活呈正相關(guān)[36],該化合物還可對(duì)環(huán)境造成污染。間座殼屬真菌的反亞油酸的產(chǎn)量相對(duì)較低,對(duì)人體和環(huán)境的毒性風(fēng)險(xiǎn)較低。供試的16個(gè)菌株中,D43的反亞油酸產(chǎn)量最低,而油酸產(chǎn)量最高,表明在脂肪酸積累方面,該菌株表現(xiàn)出對(duì)人體和環(huán)境友好的特征。
通過(guò)對(duì)比基于脂肪酸的聚類分析和基于多基因序列的聚類分析結(jié)果(數(shù)據(jù)未列出),發(fā)現(xiàn)16株間座殼屬菌株通過(guò)上述2種方法聚類后,分類結(jié)果差異大。認(rèn)為間座殼屬種間鑒定的DNA分子特征和脂肪酸的分泌特征并不相符。這與早期研究認(rèn)為微生物脂肪酸的含量和結(jié)構(gòu)具有種屬特征,可以作為生物標(biāo)記來(lái)輔助鑒定菌種[37]的結(jié)論不盡相同。本研究還基于植物激素、有機(jī)酸和脂肪酸種類和產(chǎn)量對(duì)16株間座殼屬菌株進(jìn)行聚類分析,以期比較不同菌株的品質(zhì)類型,發(fā)現(xiàn)D43均單獨(dú)聚為一個(gè)類群,說(shuō)明該菌株根據(jù)上述品質(zhì)分類時(shí)表現(xiàn)特別。進(jìn)一步綜合分析發(fā)現(xiàn),該菌株的ABA、琥珀酸、莽草酸及油酸產(chǎn)量均最高,且反亞油酸產(chǎn)量最低。認(rèn)為該菌株在琥珀酸的開發(fā)利用方面具有一定潛力。
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