溫度和藍光對紅曲霉莫納可林K代謝調控的影響.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)品的開發(fā)與應用。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光對紅曲霉發(fā)酵過程中莫納可林K產(chǎn)量的影響，并采用RT-qPCR技術對莫納可林K相關合成基因的表達情況進行分析，探討莫納可林K代謝調控的機理;對功能紅曲菌株的產(chǎn)桔霉素特性進行安全性評價，為構建高產(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，研究不同溫度對高產(chǎn)莫納可林K的紅曲霉MC2菌株發(fā)酵過程中莫納可林K產(chǎn)量的影響。結果顯示，在30℃條件下培養(yǎng)到第25 d時莫納可林K產(chǎn)量達到21.2μg/g干重;在20℃條件下培養(yǎng)到第28 d時莫納可林K產(chǎn)量達到2917.7μg/g干重，兩者相差137倍。采用液態(tài)靜置發(fā)酵方式，研究藍光對莫納可林K產(chǎn)量的影響，結果發(fā)現(xiàn)，藍光和黑暗條件均在第28 d產(chǎn)量達到最高，分別為5

3、19.5μg/g干重和1213.4μg/g干重。藍光照射培養(yǎng)條件下，莫納可林K的最高產(chǎn)量僅為黑暗培養(yǎng)條件下的43％。
　　設計引物，克隆紅曲霉MC2基因組DNA中與莫納可林K合成相關的10個基因的部分片段，將PCR產(chǎn)物測序結果與NCBI上報道的桔霉素合成相關基因序列進行BLAST比對，結果顯示，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，在發(fā)酵過程中紅曲霉MC2菌株的莫納可林

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

5、kD、mokE、mokG是莫納可林K合成過程中九酮化合物合成途徑中的相關基因，溫度和藍光都是通過影響莫納可林K九酮化合物的合成來影響莫納可林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鍵基因ctnA、pksCT和orf3。對紅曲霉C100和M9兩株正常產(chǎn)桔霉素菌株進行培養(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