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中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一株防霉芽孢桿菌并提高其活性物質(zhì)產(chǎn)量

2023-12-21 08:57:14 來源：糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì) 閱讀量：10608

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所糧油減損與真菌毒素防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一株防霉芽孢桿菌并提高其活性物質(zhì)產(chǎn)量。該研究結(jié)果在食品科技領(lǐng)域知名學(xué)術(shù)期刊Food Research International發(fā)表(JCR 一區(qū)，IF=8.1)，團(tuán)隊(duì)博士研究生胡亞凡和碩士研究生楊旭為論文第一作者，邢福國(guó)研究員和王剛副研究員為通訊作者，研究獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2022YFD2100104)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(CAAS-ASTIP-G2022-IFST-01)的資助。

　　糧油、果蔬等農(nóng)產(chǎn)品采后極易受到曲霉等病原侵染而發(fā)生真菌性腐敗，威脅著我國(guó)的食品安全，并造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。目前，控制農(nóng)產(chǎn)品真菌性腐敗以物理和化學(xué)方法為主，但存在設(shè)備成本、化學(xué)殘留、環(huán)境污染等問題。生物防控因效率高、無殘留、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注，但還存在控制機(jī)制不清、效果不穩(wěn)定等問題亟需解決。

　　科研人員以挖掘抗霉菌生物資源為目的，在前期獲得一株可抑制黃曲霉和韋氏曲霉等多種曲霉菌的菌株A-1，鑒定為解淀粉芽孢桿菌。電鏡結(jié)果表明，菌株A-1可影響黃曲霉的菌絲體和分生孢子形成，破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)錄組分析表明，菌株A-1影響黃曲霉的氨基酸降解、淀粉和蔗糖代謝通路。同時(shí)，黃曲霉毒素合成被抑制。

　　進(jìn)一步探究菌株A-1產(chǎn)生的活性抑菌物質(zhì)，組學(xué)分析揭示菌株A-1編碼6種次級(jí)代謝產(chǎn)物。通過活性追蹤，鑒定菌株A-1抗菌活性的關(guān)鍵物質(zhì)為4種表面活性素(surfactins)。研究發(fā)現(xiàn)，在菌株A-1發(fā)酵過程中，外源添加丙氨酸、蘇氨酸、二價(jià)鐵離子可增加表面活性素的產(chǎn)量。基于表面活性素的生物合成及調(diào)控途徑，過表達(dá)調(diào)控基因comX，也可顯著增強(qiáng)表面活性素的產(chǎn)生。體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，菌株A-1能顯著抑制曲霉菌引起的梨、玉米和花生霉變，過表達(dá)comX的基因工程菌株抑制活性顯著提高。

　　以上研究揭示了菌株A-1的抑菌機(jī)制，提出了提高菌株活性的策略，為開發(fā)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后霉菌防控生物制劑提供了理論依據(jù)?！?a target="_blank">閱讀原文】

　　作者：王剛

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