光合細(xì)菌硒轉(zhuǎn)化的研究.pdf

1、硒是一種生命必需的微量元素，具有多種生物學(xué)功能，缺硒會(huì)導(dǎo)致克山病和大骨節(jié)病等多種病癥。通過(guò)生物轉(zhuǎn)化來(lái)開(kāi)發(fā)有機(jī)硒源是一種安全有效的補(bǔ)硒途徑。光合細(xì)菌有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且具有轉(zhuǎn)硒和富硒能力。因此，研究和開(kāi)發(fā)光合細(xì)菌富硒產(chǎn)品對(duì)生物補(bǔ)硒具有深遠(yuǎn)的意義。本研究圍繞光合細(xì)菌轉(zhuǎn)硒研究篩選及鑒定了一株轉(zhuǎn)硒光合細(xì)菌菌株S3，初步研究了亞硒酸鈉對(duì)S3的影響、固氮紅細(xì)菌轉(zhuǎn)硒的培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件、及光合細(xì)菌活性硒對(duì)小鼠的急性毒性，為進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)光合細(xì)菌活

2、性硒產(chǎn)品提供理論依據(jù)。 轉(zhuǎn)硒光合細(xì)菌的篩選與鑒定。以亞硒酸鈉提供無(wú)機(jī)硒源，通過(guò)測(cè)定一定亞硒酸鈉初始濃度下各株光合細(xì)菌的生長(zhǎng)情況，篩選出兩株對(duì)亞硒酸鈉有較高耐受能力的菌種；然后通過(guò)測(cè)定不同亞硒酸鈉初始濃度下兩株光合細(xì)菌的轉(zhuǎn)硒效率，進(jìn)一步確定了具有較高轉(zhuǎn)硒效率的菌株S3。該株光合細(xì)菌在亞硒酸鈉初始濃度為0.2g/L的RCVBN培養(yǎng)基中的菌體生長(zhǎng)量>5x10<'8>個(gè)/ml，轉(zhuǎn)硒效率為83.4﹪。通過(guò)形態(tài)觀察、生理生化實(shí)驗(yàn)、光合色素掃

3、描結(jié)果及16S rDNA序列分析對(duì)S3菌株進(jìn)行種屬鑒定，確定S3菌株為固氮紅細(xì)菌(Rhodobacter azotoformans S3)，GenBank登錄號(hào)為DQ402051。國(guó)內(nèi)外首次報(bào)道固氮紅細(xì)菌具有轉(zhuǎn)硒能力。 亞硒酸鈉對(duì)光合細(xì)菌生長(zhǎng)的影響。本文首次報(bào)道了R.azotoformans S3對(duì)亞硒酸鈉的最大耐受濃度為10.0g/L。低濃度(0.1g/L)的亞硒酸鈉對(duì)光合細(xì)菌生長(zhǎng)無(wú)明顯的延滯作用，中濃度(1.0g/L)時(shí)菌

4、體生長(zhǎng)受到明顯的抑制，而高濃度(>10.0g/L)的亞硒酸鈉可完全抑制光合細(xì)菌的生長(zhǎng)。受亞硒酸鈉的影響，S3菌株培養(yǎng)液的顏色發(fā)生變化，并釋放出腥臭味氣體；細(xì)胞長(zhǎng)度增加、形狀出現(xiàn)不規(guī)則，細(xì)胞表面出現(xiàn)附著顆粒和凹痕，透射顯微鏡觀察及EDX分析證實(shí)菌體細(xì)胞有單質(zhì)硒顆粒存在；細(xì)胞中谷氨酸、半胱氨酸、亮氨酸和賴氨酸的含量有明顯升高，酪氨酸和脯氨酸含量明顯降低，而其它氨基酸含量并無(wú)明顯變化；光合色素組成不變，但不同色素組分及色素同分異構(gòu)體之間的比例

5、發(fā)生變化。 培養(yǎng)基中的碳源和氮源影響著光合細(xì)菌的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)硒效率。采用單因子試驗(yàn)對(duì)光合細(xì)菌轉(zhuǎn)硒的碳源、氮源和亞硒酸鈉進(jìn)行了優(yōu)化，確定最佳碳源為乳酸鈉，最佳氮源為酵母粉，優(yōu)化了乳酸鈉、酵母粉及亞硒酸鈉的初始濃度，分別為0.4﹪、0.75﹪及1.0g/L。在以上條件下，轉(zhuǎn)化效率大于95﹪時(shí)，亞硒酸鈉轉(zhuǎn)化量比優(yōu)化前提高了8倍以上，達(dá)到0.95g/L。 光合細(xì)菌富硒產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是研究光合細(xì)菌轉(zhuǎn)硒的一個(gè)重要目的，而低毒性是光合細(xì)菌富

6、硒產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的前提和基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)光合細(xì)菌轉(zhuǎn)硒的研究，首先提出了“光合細(xì)菌活性硒”的概念；然后通過(guò)光合細(xì)菌活性硒對(duì)小鼠的急性毒性試驗(yàn)，初步測(cè)定了一定硒含量(20mg/g)光合細(xì)菌活性硒的急性毒性(對(duì)小鼠的急性毒性以硒計(jì)LD<,50>=86mg/kg·體重，95﹪可信限59.0～125.2mg/kg·體重)，低于亞硒酸鈉(以硒計(jì)LD<,50>=15.72mg/kg·體重，95﹪可信限13.38～18.47mg/kg·體重)和有機(jī)硒(以硒計(jì)LD