光合细菌产类胡萝卜素的研究-微生物学专业论文.docxVIP

山东大学硕士论文摘要 山东大学硕士论文 摘要 类胡萝卜素作为一_种天然色素是生物体必不可少的组成成分。兜合细菌中富含 大量的类胡萝h素，而且提取容易，适于大量生产．因此研究不同光合细菌中的类 胡萝卜素组成，以及利用光合细菌来生产各种类胡萝卜素，具有深远的意义。 本论文对光合细菌产番茄红素等类胡萝h素的提取及产量的优化进行了研究， 并着重对固氮红细菌(Rhodobacterazotoformans)的色素合成途径进行了分析，同时 对累积链孢红素的突变抹的突变基因作了初步的研究。 在光合细菌类胡萝}素的提取方面，通过对萃取溶剂、菌体破碎液与萃取剂的 萃取比例以及萃取时问的摸索，总结出了一个快速高效提取光合细菌类胡萝卜素的 方法，采用乙酸乙酯作为萃取溶剂，按照l：l的比例与破碎后的菌液混合，萃取时 间为40分钟：色素提取液经0．451am的微孔滤膜过滤纯化后采用高效液相色素分析 的方法，经反复试验确定了两种HPLC分析流动相：流动相I为 CH2Ch：CH30H：CH3CN：H20=32：38：29：1(v：v：v．v)，检测时长为10分钟；流动相II为 CH30H：CH3CN=40：60(v：v)，捡测时长为60分钟。 利用上述获得的光合细菌类胡萝h素提取方法和检测方法，对实验室保存的光 合细菌菌株产生番茄红素能力进行了比较，得到了番茄红素产生量较高的菌株置 azotoformans Y6，其番茄红素产量为8．02xlo．3 me,a-．。研究了培养基中加入不同浓度 的小分子效应物吡啶、Triton．x100、Span-20、B．紫罗酮、异烟肼对番茄红素产量的 提高作用，结果显示培养基中加入很低浓度的吡啶(O．1ml／L)就会对茵体产生很强 的毒害作用：lriton-x100对类胡萝卜素的合成也有很强的抑制作用，试验的浓度为 0．2 mFL到5 m班，，结果发现它对菌体的生长和番茄红素的合成都有抑制作用；p．紫 罗酮在浓度为O．05 ml／L时有很小的促进作用，而浓度升高就有了比较强的抑制效果； span．20在液体培养基中的加量为2．0mFL对．对番茄红素的合成有很强的促进效果。 产量达到了2．4xlo-2 mg，L，比原始菌株产晕提高了2倍，而浓度进～步增大就产生 了很强的抑制效果。 对固氯红细菌俾．azotoformans v6)的五个色索突变株细胞的类胡萝卜素进行提 取，．采用高效液相色谱一质谱连用的方法分析色素突变株的色素组成，总结得到了固 氮红细菌完整的类胡萝卜素合成途径，由GGpp丌始首先经中fHj产物八氢番茄红素 山东大学硕士论文和‘．胡萝卜素合成了链孢红素，然后少量的链孢红素继续脱氢形成了番茄红素，而 山东大学硕士论文 和‘．胡萝卜素合成了链孢红素，然后少量的链孢红素继续脱氢形成了番茄红素，而 大量的链孢红素在羟基链孢红素合成酶的作用下合成了羟基链孢红素，羟基链孢红 素接下来转变为甲氧基链孢红素，甲氧基链孢红素又转变为最终产物球形烯和球形 烯酮。终产物球形烯和球形烯酮是野生固氮红细菌细胞合成的主要色素。本论文在 国内外首次发现固氮红细菌能合成少量的番茄红素． R．azotoformans Y6的一株绿色突变株yml色素分析结果表明，该菌株细胞中大 量累积链孢红素(25．6 mg，L)和番茄红素(1．29 mg，L)，番茄红素的含量是突变前原 始菌株的164倍。在It．azotoformans Y6类胡萝h素合成途径中，催化链孢红素进一 步羟基化转变成羟基链孢红素的酶是羟基链孢红素合成酶，其基因为crtC基因。本 论文对可能发生突变的crtC基因进行了初步的研究。分析了固氮红细菌和类球红细 菌(Rhodobacter sphaeroJdes)以及荚膜红细菌(Rhodo／口acter capsuJatus)的crtC 基因核苷酸序列的同源性，利用高保守区核苷酸序列设计了一组简并引物，引物序 列为Primer F：5-at(tc)甙ge)ctt(ct)atcgg (cta)tc(ga)gte一3’，Primer R1：5-aagc(gt)cca(tg)ccgg(gc)gcggcg-3’，Primer l也： 5--=ac(tcXte)(tg)gcccg(tg)egcggcae-3’，PCR扩增得裂硬计大仓为700bp的DNA片断， 序列分析结果表明该片断不是crtC基因的一部分。进一步的研究因为时间的原因尚 未进行。 本文的工作完善了光合细菌类胡萝h素的产生、提取和检测方面的研究，对开 发光合细菌类胡萝p素应用具有重要的意义。同时固氮红细菌色素合成途径的研究 填补了国内外的空白，对crtC基因的研究尝试为进—步研究固氮红细菌的色素合成 基因提供了经验方法。 关键词：固氮红细菌，类胡萝}素，番茄红素，链孢红素，