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红曲霉(Monascus)在我国有着悠久的应用历史,近些年人们对红曲霉产生的有效生理活性物质进行了深入的研究。如：红曲色素(Monascus pigment)、莫呐可琳类物质(Monacolins)、γ-氨基丁酸(y-Aminobutyric Acid, GAB A)等被不断的反复深入研究,因此红曲霉愈发多的保健价值或者药用功能被发现,普遍在医药和食品的行业应用。但是在分子生物学方面,红曲霉的研究还不是很多。本课题自行从红曲米中筛选到的一株紫色红曲霉(Monascus purpureus)菌株Mp-41作为实验的基础材料,并且通过实验室已经建立的高效转化体系,构建了根癌农杆菌介导的红曲霉菌株Mp-41的高效转化体系,建立了转化子库,同时进行了分子验证。经过对红曲霉菌株Mp-41全部转化子的生物学特性的研究分许,得到一部分与原始菌株变化较大的转化子。通过对红曲色素和桔霉素的基础研究,筛选出了一株高产色素低产桔霉素的菌株。并且利用高相液相色谱法(HPLC)对目的菌株与原始菌株的产物进行了研究及分析。主要的研究结果为：1、根癌农杆菌介导的红曲霉Mp-41突变体库的构建通过实验室已经建立的农杆菌介导的高效转化体系：将红曲霉接种在PDA培养基上培养20 d,收集制备浓度为106孢子/mL的分生孢子悬浮液,农杆菌AGL-1的浓度OD600约为0.5,诱导培养农杆菌时诱导剂AS的浓度为100pmol/L,农杆菌和Mp-41菌株在NC膜上25℃共培养3 d。通过这种转化体系建立了超过800株的Mp-41菌株转化子,并且逐个编号,构建突变体库。2、红曲霉Mp-41转化子的遗传稳定性分析、PCR鉴定及形态观察转化子菌株在马铃薯葡萄糖培养基(PDA)中的活化培养,进行了实验,其中60个随机选择的红曲霉转化子和原始菌株Mp-41,共同恒温培养,研究转化的稳定性。根据结果,发现红曲霉Mp-41菌株的转化子具有高达98.6%的遗传稳定性。仅有1株不能生长,而随机选择的转化子在含潮霉素B(浓度为200 μg/mL)的马铃薯葡萄糖培养基(PDA)中良好的生长。这个结果表明潮霉素抗性基因的稳定遗传性很高,并且随着转化子遗传,进一步说明红曲霉转化子的基因中已经成功插入了潮霉素抗性基因。通过PCR分子鉴定结果,显示：农杆菌质粒中的T-DNA迁移到红曲霉Mp-41菌株的基因组DNA中是成功的。把800多株红曲霉Mp-41转化子活化并转接到马铃薯葡萄糖培养基(PDA)中,30-C条件下恒温培养7 d(原始菌株红曲霉Mp-41作为对照相同处理)。在超净工作台上完成菌株的玻片制作,然后转移到显微镜下主要从闭囊壳、菌丝和分生孢子进行观察。根据观察我们可以看到,原始菌株Mp-41和红曲霉Mp-41转化库中的转化子其显微结构并没有特别大的不同之处,但也有少量的相对变化较大的转化子菌株。3、红曲霉Mp-41转化子菌株中高产色素低产桔霉素菌株的选育把原始菌株红曲霉Mp-41转化库中的转化子活化并且接种于铃薯葡萄糖培养基(PDA),30℃条件下恒温培养7d(其中原始菌株红曲霉Mp-41作为对照相同处理)。然后对原始菌株红曲霉Mp-41以及转化库中的转化子进行了液态色价,固态色价以及桔霉素含量的研究检测,是通过薄层层析、紫外-可见光扫描方法等检测手段进行的。通过实验以及数据分析,我们得到结论：红曲霉Mp-41转化子菌株的色价经历了不同水平上改变。其中初步筛选出9株与原始菌株红曲霉Mp-41相比较,色素产量相对较高的突变子,编号如下：Mp-41-78、Mp-41-97、 Mp-41-99、Mp-41-136、Mp-41-256、Mp-41-347、Mp-41-465、Mp-41-485、Mp-41-765。再结合薄层层析法,结果表明上述9株转化子中Mp-41-99、Mp-41-347、Mp-41-465相对较低；Mp-41-78、Mp-41-256桔霉素产量很高得综合上述研究结果,得到了一株高产色素低产桔霉素的菌株Mp-41-347。Mp-41-347液态发酵后的色价为51.024 U/mL,是原始菌株Mp-41液态发酵后(色价为31.712 U/mL)的1.61倍,其固态发酵后的色价为1435.0 U/g,是原始菌株Mp-41固态发酵后(色价为717.50U/g)的2.00倍。并且将其作为接下来实验的目的菌株。4、红曲霉原始菌株Mp-41与目的菌株Mp-41-347发酵产物的研究本章实验通过对红曲霉Mp-41与目的菌株Mp-41-347的生长曲线、发酵产物的色素的产量、桔霉素的产量以及莫纳可林K的产量的研究检测,其中桔霉素和莫纳可林K的产量通过高相液相色谱法(HPLC)检测的。结果以及数据表明：红曲霉Mp-41与目的转化子菌株Mp-41-347具有相近的生长周期,突变子菌株Mp-41-347的生长周期相对较快,干重最大值为20.650 g/L,原始菌株红曲霉Mp-41最大干重为15.260 g/L,前者是后者的135.32%。发酵过程中突变子目的菌株Mp-41-347最高色价可达51.423 U/mL,是原始菌株红曲霉Mp-41(色价为27.962 U/mL)的1 83.96%,而突变子目的菌株Mp-41-347最大桔霉素产量为0.743mg／L,为原始菌株红曲霉Mp-41的50.70%。突变子目的菌株Mp-41-347的莫纳可林K产量量最大值为35.351 mg/L,原始菌株红曲霉Mp-41发酵液中的莫纳可林K最大含量为32.716 mg/L,是原始菌株的1.08倍。可见突变子各方面都优于原始菌株红曲霉Mp-41。