光合細菌硒轉化的研究.pdf

1、硒是一種生命必需的微量元素，具有多種生物學功能，缺硒會導致克山病和大骨節(jié)病等多種病癥。通過生物轉化來開發(fā)有機硒源是一種安全有效的補硒途徑。光合細菌有較高的營養(yǎng)價值，且具有轉硒和富硒能力。因此，研究和開發(fā)光合細菌富硒產品對生物補硒具有深遠的意義。本研究圍繞光合細菌轉硒研究篩選及鑒定了一株轉硒光合細菌菌株S3，初步研究了亞硒酸鈉對S3的影響、固氮紅細菌轉硒的培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件、及光合細菌活性硒對小鼠的急性毒性，為進一步研究和開發(fā)光合細菌活

2、性硒產品提供理論依據(jù)。 轉硒光合細菌的篩選與鑒定。以亞硒酸鈉提供無機硒源，通過測定一定亞硒酸鈉初始濃度下各株光合細菌的生長情況，篩選出兩株對亞硒酸鈉有較高耐受能力的菌種；然后通過測定不同亞硒酸鈉初始濃度下兩株光合細菌的轉硒效率，進一步確定了具有較高轉硒效率的菌株S3。該株光合細菌在亞硒酸鈉初始濃度為0.2g/L的RCVBN培養(yǎng)基中的菌體生長量>5x10<'8>個/ml，轉硒效率為83.4﹪。通過形態(tài)觀察、生理生化實驗、光合色素掃

3、描結果及16S rDNA序列分析對S3菌株進行種屬鑒定，確定S3菌株為固氮紅細菌(Rhodobacter azotoformans S3)，GenBank登錄號為DQ402051。國內外首次報道固氮紅細菌具有轉硒能力。 亞硒酸鈉對光合細菌生長的影響。本文首次報道了R.azotoformans S3對亞硒酸鈉的最大耐受濃度為10.0g/L。低濃度(0.1g/L)的亞硒酸鈉對光合細菌生長無明顯的延滯作用，中濃度(1.0g/L)時菌

4、體生長受到明顯的抑制，而高濃度(>10.0g/L)的亞硒酸鈉可完全抑制光合細菌的生長。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；細胞長度增加、形狀出現(xiàn)不規(guī)則，細胞表面出現(xiàn)附著顆粒和凹痕，透射顯微鏡觀察及EDX分析證實菌體細胞有單質硒顆粒存在；細胞中谷氨酸、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菌的生長及轉硒效率。采用單因子試驗對光合細菌轉硒的碳源、氮源和亞硒酸鈉進行了優(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，轉化效率大于95﹪時，亞硒酸鈉轉化量比優(yōu)化前提高了8倍以上，達到0.95g/L。 光合細菌富硒產品的開發(fā)是研究光合細菌轉硒的一個重要目的，而低毒性是光合細菌富

6、硒產品開發(fā)的前提和基礎。通過對光合細菌轉硒的研究，首先提出了“光合細菌活性硒”的概念；然后通過光合細菌活性硒對小鼠的急性毒性試驗，初步測定了一定硒含量(20mg/g)光合細菌活性硒的急性毒性(對小鼠的急性毒性以硒計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LD<,50>=15.72mg/kg·體重，95﹪可信限13.38～18.47mg/kg·體重)和有機硒(以硒計LD