MeJA对双孢蘑菇中麦角甾醇合成的影响开题报告

 2022-07-29 14:32:10

1. 研究目的与意义

双孢蘑菇(Agaricus bisporus)作为一种大型可食用真菌,是目前世界上人工栽培最广泛、产量最高、消费量最普遍一种食用菌,来源广泛、价格低廉,并且随着栽培技术的不断发展,已经实现了工厂化生产。麦角甾醇(Ergosterol),又称麦角固醇,主要存在于酵母和真菌中小分子次生代谢产物,是真菌细胞质膜的重要组分。目前研究表明,在香菇、金针菇等诸多食用菌中,双孢蘑菇的麦角甾醇含量最高(5-8mg/g DW)。麦角甾醇被认为是重要的维生素D原,同时也是双孢蘑菇中典型的活性物质,具有缓解糖尿病、降低胆固醇等多种功能。因此,促进双孢蘑菇中麦角甾醇的合成积累具有重要的科学和经济意义。

研究表明,麦角甾醇的合成在食用菌子实体生长过程中呈动态变化,在成熟时含量普遍较低,仅有不超过10mg/g DW。而目前关于如何调控食用菌中麦角甾醇含量增加的研究非常少,通过国内外文献检索仅发现利用水杨酸和茉莉酸甲酯(MeJA)处理诱导猴头菇菌丝中麦角甾醇增加的研究,关于如何提高双孢蘑菇中麦角甾醇含量的未见报道。

茉莉酸甲酯作为一种信号分子,能够选择性诱导特定基因的表达,引起植物代谢过程的一系列变化,从而调节植物细胞次生代谢产物的积累。戴肖东和李迎雪等研究证明MeJA能够促进液体发酵培养猴头菇菌丝体的生长,提高麦角甾醇的含量,并阐明了MeJA诱导麦角甾醇合成过程涉及的具体的15类基因表达。这为我们开展双孢蘑菇中麦角甾醇合成的研究提供了新视角。

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2. 研究内容和预期目标

(1)研究内容: 本实验利用不同浓度的MeJA溶液以20mL/m2均匀喷施双孢蘑菇,并设置空白组(蒸馏水)、对照组(2%乙醇)。自MeJA喷施处理后每天采样,72h后采收双孢蘑菇,样品贮藏在恒温恒湿箱(4℃,90%湿度)中10天。采用HPLC法测定双孢蘑菇中麦角甾醇、VD在贮藏期间的含量变化,并测定麦角甾醇合成相关酶的酶活性变化,结合麦角甾醇合成途径的中间产物的含量变化,探究MeJA对双孢蘑菇中麦角甾醇含量变化的影响。

(2)拟解决的关键问题:MeJA的处理方式,诱导的最佳浓度及时间的确定,麦角甾醇、VD2含量测定方法的优化等。

(3)写作提纲

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3. 国内外研究现状

关于麦角甾醇的代谢积累研究,目前主要是利用基因工程手段获得麦角甾醇高产微生物菌株,并通过控制工艺参数促进麦角甾醇的生物合成,而关于如何调控食用菌中麦角甾醇的积累的研究上非常少。通过检索找到以下一些研究进展:

国内2012年汪茜等在《南方农业学报》发表题为#8220;不同培养条件对双孢蘑菇菌丝生长的影响#8221;的文章,探讨了不同培养条件对双孢蘑菇菌株菌丝生长的影响,研究7个双孢蘑菇菌株的形态特征及不同温度、pH、光照、碳氮源对其菌丝生长的影响,为此次菌丝培育提供参考。2017年童梦楠等人发表《经紫外光处理的双孢蘑菇中维生素D2和麦角甾醇的含量--以HPLC及液G质联用法分析》 ,给麦角甾醇的含量测定提供依据。2014年曹龙辉等在《中国酿造》发表《麦角甾醇研究进展》,总结了近十年来国内外对麦角甾醇的研究状况,分别对麦角甾醇的生物合成途径、高产麦角甾醇菌株的选育和麦角甾醇的萃取方法予以综述,为进一步研究麦角甾醇提供参考。2012年,东北林业大学的李迎雪发表论文《MeJA对猴头5L0433菌株麦角甾醇合成的影响及消减文库的ESTs分析》 。2014年,戴肖东发表《猴头菌麦角甾醇高产菌株筛选及代谢调控的研究》 。

国外1992年Debieu D,Gall G. Phytochemistry 发表《Ergosterol biosynthesis and its inhibition by fenpropimorph in Fusariumspecies》 ,探讨了麦角甾醇合成及其抑制作用。2005年Jasinghe V J ,Perera C O.发表《Distribution of ergosterol in the different tissues of mushrooms and its effect on the conversion of vintamin D2 by UV irradiation》 ,对于麦角甾醇在蘑菇不同组织中的分布及其对紫外线照射下维生素D转化的影响进行了讨论。2009年Koyyalamudi S R发表 《formation an bioavailability from Agaricus bisporus button mushrooms treated with ultraviolet irradiation》 ,研究紫外辐照处理的双孢蘑菇中维生素D2的形成和生物利用。国内外各学者对茉莉酸及其甲酯、麦角甾醇及其合成途径中间产物、VD2转化等做出的研究为本实验研究奠定了基础、提供了强有力的支撑。

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4. 计划与进度安排

(1)2022.11-2022.12 拟定课题研究计划,开展文献资料搜集、查阅工作,了解目前国内外在此研究方面的动态。

(2)2022.12-2022.01 对整体研究课题进行初期规划,进行系统性总结;完成课题的开题报告工作。

(3)2022.01-2022.04 进行MeJA对双孢蘑菇麦角甾醇合成的影响实验;整数据,完成实验报告。

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5. 参考文献

[1] 李迎雪. MeJA对猴头5L0433菌株麦角甾醇合成的影响及消减文库的ESTs分析[D]. 东北林业大学, 2011.

[2] 汪茜, 吴圣进, 韦仕岩,等. 不同培养条件对双孢蘑菇菌丝生长的影响[J]. 南方农业学报, 2012, 43(2):217-222.

[3] 何秀萍, 张博润, 郭雪娜,等. 甾醇C-24(28)还原酶基因高表达对酵母菌麦角甾醇生物合成的影响[C] 首届中国青年学者微生物遗传学学术研讨会论文摘要集. 2002.

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