导读:本文包含了诱变机理论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:离子束,转录,机理,谷氨酸,阿莫西林,杆菌,光谱。
诱变机理论文文献综述
胡爱云,龚定芳,李莎[1]（2019）在《裂殖壶菌诱变株高产DHA机理的转录组学分析》一文中研究指出利用RNA-seq技术对裂殖壶菌SR21的原始菌株和ARTP诱变所获取的DHA高产菌株NA2进行转录组分析。对基因进行功能注释和代谢通路的分类,寻找差异表达基因,并将这些基因归类到相关的代谢途径中,揭示诱变菌NA2中DHA产量提高的分子机理。结果表明:与原始菌株比较,诱变菌NA2中有314个基因上调,3个基因下调;上调的基因主要参与氨基酸代谢和能量代谢,为多不饱和脂肪酸的积累供应更多的乙酰辅酶A(乙酰-CoA)和还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。利用荧光定量PCR验证基因的差异表达情况,结果与转录组分析一致。(本文来源于《中国油脂》期刊2019年12期）
高照亮[2]（2019）在《辽东楤木人工诱变及优良突变体形成机理的研究》一文中研究指出辽东楤木(学名:Aralia elata(Miq.)Seem.)为五加科一种常见的山野蔬菜,具有较高的营养与保健价值。近年来由于社会需求量在增大,野生资源不断减少,人工栽培还处于起步阶段,产量已满足不了市场需求;另外辽东楤木栽培品种比较单一,种质资源匮乏;除此之外,辽东楤木枝多刺,为人工采收辽东楤木带来很大困难。因此开展辽东楤木种质资源创新研究、培育高产优质新品种已成为辽东楤木开发利用中亟待解决的问题,对于深入开发和利用辽东楤木资源有着重要的意义。本研究利用人工诱变的方法进行辽东楤木的种质资源创新,以期建立辽东楤木诱变的技术体系,构建辽东楤木突变体库,筛选出高产优质或具有某些特殊性质的突变体,为辽东楤木育种工作提供优良的种质资源。同时,通过转录组学、蛋白质组学和SNP(单核苷酸多态性)分析对人工诱变获得突变体的分子机制研究,有助于为辽东楤木的种质资源创新提供理论依据,为人工诱变相关研究提供参考。主要研究结果如下:分别用迭氮化钠、EMS(甲基磺酸乙酯)和~(60)Co-γ射线处理辽东楤木,建立突变体库,共得到各类型突变体147株。用迭氮化钠和EMS处理辽东楤木,突变率分别为1.1%和1.6%,都得到白化、黄化和紫叶叁种类型的叶突变体;用~(60)Co-γ射线处理,突变率为10%,得到黄化和紫叶两种类型的叶突变体。用迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线处理都得到多刺和少刺突变体,其中迭氮化钠和EMS处理的突变率较低,为1%左右,~(60)Co-γ射线处理的突变率较高为6%。用迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线处理都得到紫茎突变体,其中迭氮化钠和EMS处理突变率较低,分别为0.6%和0.9%,~(60)Co-γ射线处理的突变率为2%。用迭氮化钠和EMS处理都得到生长速度快和生长速度慢的突变体,平均突变率为1.33%;~(60)Co-γ射线处理得到生长速度慢的突变体,突变率为8%。迭氮化钠浓度为0.05%时,没有叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体的出现,但是出现了生长速度快的突变体。浓度为0.2%及以上时都出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体;浓度为0.2%时叶突变体和少刺突变率较高;浓度为0.8%时紫茎突变体和生长速度突变体的突变率较高。EMS浓度为0.05%时,没有出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体,但是出现了生长速度突变体;浓度为0.1%以上时,出现了叶突变体、刺数量突变体、紫茎突变体和生长速度突变体,且浓度越大,突变率越高。用迭氮化钠处理辽东楤木种胚,没有出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体,出现了生长速度突变体;对嫩芽、幼根和整株处理后,都出现了叶突变体、刺数量突变体、紫茎突变体和生长速度突变体,突变率没有显着差异。用EMS处理辽东楤木种胚没有出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体,出现了生长速度突变体;对幼根和整株处理得到的叶突变体和刺数量突变体突变率较高,而紫茎突变体和生长速度突变体的突变率则无显着差异。通过迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线诱变,共得到存活辽东楤木突变体147株。对其中长势快、叶片大、刺少的11个优质突变体嫩芽进行营养物质含量分析,发现皂甙含量最多的突变体分别是T4、T6和T1;黄酮含量最多的分别是对照(未处理)、T4、T5;多糖含量最多的分别是T6、T7和T10;可溶性糖含量最多的分别是T2、T5、T6和T8;蛋白质含量较多的是T4、T5和T6。同时含皂甙和黄酮较多的是T4;同时含皂甙和蛋白质含量较多的是T4和T6;刺较少的是T5突变体。以多刺(C组)为对照,少刺(TW)为实验组进行转录组学分析,在少刺突变体组中下调表达的基因有2187个,上调表达的基因有3353个。KEGG分析表明,差异表达基因富集最多的前20个通路中,涉及苯丙烷生物合成、植物信号转导和蛋白质加工的基因富集最多,其次是突触小泡循环、抗原加工、钙信号等基因。除此之外,涉及到萜类物质、生物碱类物质及类黄酮物质的生物合成的基因也得到明显富集。少刺突变体组中参与萜类物质代谢的差异表达基因有35个,其中21个下调表达,14个上调表达;部分基因只在对照组中表达,如柠檬酸合酶、倍半萜合酶、萜烯合酶。参与木质素生物合成的差异表达基因有7个,并且这7个差异表达基因在少刺突变体组都是下调表达的。和细胞壁相关的差异表达表达基因有4个,其中两个是细胞壁受体激酶,另外两个是纤维素合成酶,这四个基因都是下调表达的。参与类黄酮代谢的差异表达差异表达基因有9个,这些基因在少刺突变体组中都是下调表达的。其中黄酮醇3-磺基转移酶基因只在对照组中有表达。参与苯丙氨酸代谢的差异表达差异表达基因共有5个,其中3个上调表达,2个下调表达。编码细胞色素P450的差异表达基因共21个,其中6个下调表达,15个上调表达。参与光合作用的差异表达基因共11个,其中2个下调表达,9个上调表达。参与乙烯生物合成的差异表达基因有7个,其中3个下调表达,4个上调表达;参与乙烯信号转导的差异表达基因有8个,都是上调表达的。参与生长素信号转导途径的差异表达基因有12个,其中1个下调,11个上调。参与赤霉素生物合成及其调节的差异表达基因共2个,均上调表达。参与茉莉酸生物合成和脱落酸生物降解的差异表达基因各1个,均上调表达。蛋白质组学分析共获得二级质谱谱图154803个,鉴定到蛋白质2013个,其中差异表达蛋白352个。与对照组(多刺)相比,少刺突变体组(TW)中上调表达的217个,下调表达的135个。差异表达的蛋白最多集中在代谢途径,其次是次生代谢物生物合成;参与光合作用、碳代谢、氨基酸生物合成、苯丙烷代谢,萜类物质代谢的蛋白也显着富集。这些差异表达蛋白中,参与辽东楤木初级代谢过程的差异蛋白共有77个,其中涉及氨基酸代谢的11个,光合作用的52个,糖代谢的10个,脂类代谢的4个。在11个差异表达的氨基酸代谢蛋白中,有9个上调表达,2个下调表达。参与光合作用的差异蛋52个蛋白,只有1个(二磷酸核酮糖羧化酶小亚基)是下调的,其它51个都是上调表达的。参与糖代谢的有50%的差异蛋白是上调的,参与脂肪代谢的差异表达蛋白都是上调的。参与次级代谢过程的差异蛋白主要是参与了次级代谢物的生物合成和降解,其中参与萜类物质生物合成的基因绝大多数是下调表达的。参与代谢过程调节的差异表达蛋白有抗氧化酶类、生长素结合蛋白、细胞壁构建等功能的蛋白,这几类差异表达蛋白都是上调表达的。转录组学和蛋白质组学关联分析表明,在转录水平和蛋白表达水平共同下调的基因19个,共同上调的37个。其中光合作用相关的基因(蛋白)都显着上调表达;参与萜类物质和生物碱生物合成的基因(蛋白)如檀香萜合酶、小檗碱桥酶都显着上调表达,而β-香树脂醇28-氧化酶和呋喃甾醇糖苷26-O-β葡糖苷酶均下调表达。对参与刺形成、次生代谢物生物合成及基因表达调控相关基因的SNP分析表明,有52个基因的625个位点发生了碱基突变,突变的类型有G-A,C-T,T-C,A-G,T-A,G,G-A,C等17种形式,其中数量最多是C-T的突变,占总位点的17.28%;其次是A-G和G-A,分别是15.52%和14.72%。每个基因上的突变位点数量不一样,最少的为1个,如4-香豆酸CoA连接酶和黄酮醇3-磺基转移酶;最多的是WRKY转录因子16,其突变位点达到82个;其次是3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶,达到44个突变位点。总之,用迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线处理辽东楤木都可以诱变出白化、黄化和紫叶的叶突变体,多刺和少刺的刺数量突变体,紫茎突变体和长势快慢的生长速度突变体。其中迭氮化钠和EMS诱变的突变率较低,在1%-2%左右;~(60)Co-γ射线处理的诱变率较高,能达到10%。建立叶突变体、刺数量突变体、茎突变体和生长速度突变体4个突变体库,共发现147株突变体,筛选出长势快、营养物质含量高、少刺的10个突变体。对少刺的突变体进行转录组和蛋白质组学分析,发现参与萜类物质代谢的基因上调表达的较多;而参与木质素生物合成和细胞壁相关的基因都下调表达;参与类黄酮代谢的基因基本都下调表达;参与生长素信号转导和乙烯信号转到的基因基本都上调表达;参与光合作用的基因基本都上调表达。明确了参与辽东楤木少刺突变体次生代谢及少刺性状的基因突变位点及其碱基变化,但是该变化与基因功能的关系还需要更深入的研究。(本文来源于《东北农业大学》期刊2019-06-01）
杨阳[3]（2019）在《重离子诱变谷氨酸高产菌株选育及阿莫西林诱导发酵机理研究》一文中研究指出谷氨酸是世界上产量最大的氨基酸,在食品,医药,工农业等领域均有广泛的应用。发酵法是工业生产谷氨酸的重要方法,目前国内谷氨酸生产成本高、产酸水平较低,提高谷氨酸的产量及糖酸转化率能有效的降低企业生产成本,增加企业利润。国内外对谷氨酸过量产生的机理进行了大量的研究,但对于抗生素诱导的谷氨酸分泌在转录水平方面的相关机理研究尚不清楚。本论文利用兰州重离子加速器国家实验室提供的~(12)C~(6+)离子束对谷氨酸棒杆菌进行辐照诱变,根据代谢调控策略对谷氨酸棒杆菌进行平板筛选,经发酵筛选及培养基优化提高谷氨酸产量,同时初步探究了阿莫西林诱导的谷氨酸分泌机理。主要研究结果如下:采用高糖、丙二酸、磺胺胍等抗性平板对辐照诱变处理后的突变体进行平板筛选,共选育出具有高糖抗性突变菌株73株,丙二酸抗性突变菌株101株,磺胺胍抗性突变菌株89株;对选育出的突变菌株进行24孔板发酵初筛,再经过摇瓶复筛得到一株高产酸突变菌株,产酸率为90.25g/L,较出发菌株提高9.1%。利用单因素实验对发酵培养基进行优化,发现葡萄糖,玉米浆,K_2HPO_4对谷氨酸产量的影响较大,设计叁因素叁水平的响应面实验对葡萄糖,玉米浆,K_2HPO_4叁种培养基成分进行优化,优化结果为:葡萄糖188g/L,玉米浆6.2g/L,磷酸氢二钾1.7g/L,模拟得到谷氨酸产量最高值为97.34g/L。4次实验后测得谷氨酸产量接近平均值为98.5g/L,与预测值接近。通过测定发酵过程菌株生长状况、谷氨酸含量和关键基因的相对表达水平,初步研究了阿莫西林对谷氨酸分泌的影响机理。发现细胞膜(壁)通透性的增加是谷氨酸大量分泌的必要条件;在产酸后期,过量生物素能够增强谷氨酸合成与分泌相关关键基因的转录水平,包括:pc、pepc、cs、icdh、icl、gdh、pdh、ldh、msccG、msccG2、odhA从而有助于谷氨酸的大量合成与分泌;阿莫西林能够使whcD与ACCase转录水平下降,使得细胞膜(壁)不能够正常合成,造型细胞膜(壁)通透性增强,从而激活转运蛋白,使谷氨酸能够大量向胞外分泌。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2019-05-12）
杨天佑,田静,张明霞,张蕾[4]（2019）在《作物根际解磷真菌YTY的离子束诱变及其解磷机理探讨》一文中研究指出为筛选并构建高效的作物根际解磷真菌,探讨解磷真菌的解磷机理,本研究从小麦和棉花根际土壤中分离筛选了一株高解磷能力的真菌YTY,对其离子束诱变的最佳条件进行探讨,进一步构建YTY的高效解磷突变菌,并从有机酸角度研究YTY的解磷机理。结果表明,从作物根际土壤分离的解磷真菌YTY具有较高的解磷能力,形态学和ITS鉴定表明该菌为草酸青霉;YTY的最佳诱变条件为30 keV和1×10~(15) ions·cm~(-2),利用该诱变条件获得了3株高效解磷突变株,即p-1-1、p-1-2、p-1-3,解磷能力分别较出发菌株YTY提高了56.88%、42.26%和32.15%;YTY培养液(5 d)的pH值为2.5,离子色谱法测得其中含有3种有机酸,即乳酸、乙酸和草酸,同时测得3株突变菌培养液的pH值为2.0,显着低于出发菌株YTY,且乳酸、乙酸、草酸和总酸含量均显着高于YTY,表明有机酸是YTY解磷的重要物质,且乳酸、乙酸、草酸是YTY解磷的主要有机酸。本研究结果为解磷真菌的离子束诱变选育提供了参考,并为真菌YTY解磷机理的探明及开发应用提供了理论依据和生物材料。(本文来源于《核农学报》期刊2019年06期）
崔金娜,胡建华,王峰,李永丽,刘占英[5]（2019）在《重离子对微生物诱变机理的研究进展》一文中研究指出近年来,重离子诱变因具有损伤轻、突变率高、突变谱广、传能线密度大,典型Bragg峰和较小的氧增比等优点而较多的应用在微生物育种中,并获得了较好的效果。然而,由于重离子对微生物细胞作用的复杂性,以及微生物的个体差异性,目前对这种新型辐射诱变源的作用机理研究并不十分透彻,阻碍了其与基因工程等定向菌种改造技术的结合以及在反向代谢工程中的应用。介绍了重离子对微生物诱变机理的研究进展,以期对重离子在菌种改造中的应用提供借鉴。(本文来源于《生物学杂志》期刊2019年05期）
卢鸿翔[6]（2018）在《核诱变及碳胁迫促进微藻光合作用及生长固碳的机理研究》一文中研究指出由于微藻具有光能利用率高、生长速率快、固碳生物质经济价值高等优点,故微藻固碳已成为温室气体CO2减排和新能源开发领域的研究热点。本文针对小球藻、节旋藻和微拟球藻叁种优势固碳藻种,利用核辐射诱变及烟气高浓度CO2胁迫提高微藻生长固碳速率,通过可变荧光、闪光产氧、高通量转录组测序等手段对微藻光合固碳系统及代谢网络进行剖析,揭示了微藻强化光合特性及生长固碳过程的反应机理。经过核辐射诱变后的节旋藻突变株ZJU9000,在空气中生长到第四天时生物质产量比未经诱变的藻株提高了 176%。利用高通量测序分析节旋藻经核辐射诱变后的基因表达变化,发现在节旋藻突变株中光合作用色素:叶绿素a和类胡萝卜素的合成增强,提升了藻细胞光合固碳能力;核糖和核苷酸的合成量增加,为细胞增殖提供了遗传物质基础;糖酵解及叁羧酸循环途径增强,合成更多ATP及[H]为细胞增殖提供能量基础;维生素合成增强促进了细胞增殖,碳浓缩机制增强提高了藻细胞对空气中低浓度CO2的利用能力。这些因素共同作用使节旋藻突变株获得更强的CO2吸收利用能力。节旋藻突变株ZJU9000经过燃煤电厂烟气15 vol.%浓度CO2驯化后,生物质产量和油脂含量分别提高了 37.9%和32.5%。基因测序发现:微藻经过15 vol.%C02驯化后,细胞的氧化磷酸化和光反应过程中催化运输质子至膜另一侧的酶表达量发生上调,增大了膜两侧的质子浓度梯度提供了更高势能;同时ATP合成酶的表达量上调,更高效地催化了能量物质ATP合成。此外叁羧酸循环增强为氧化磷酸化提供了更多原料NADH;维生素K1和K2合成通路增强促进了光反应中的电子传递,释放电子自由能来运输质子形成梯度。这些因素共同为藻细胞提供了更多能量来合成糖类和油脂,并促进细胞增殖过程提高了节旋藻的生物质产量。在脂肪酸代谢通路中,更多中间代谢产物丙酮酸盐通过乙酰辅酶a流向了丙二酰辅酶a,进入脂肪酸的延长反应中。此外由于通入高浓度CO2导致溶液中H+浓度提高,促进脂肪酸的氢化过程增强了藻细胞中的油脂合成。经过核辐射诱变的微拟球藻生长固碳速率也得到提高,对藻液氧气释放速率测试表明其光合放氧速率显着提高了 30.2%。基因测序结果表明微拟球藻突变株的天线蛋白合成增强,提高了对光能的接收利用效率;光反应相关的基因表达全面上调,合成更多的能量物质ATP供给暗反应。暗反应阶段对CO2固定作用全面增强,合成了更多的糖类等中间产物。维生素E和维生素K1、K2的合成增强促进了电子传递,进一步提高微藻的光合作用效率。对适于海水盐度(钠镁离子浓度达3%)的小球藻进行核辐射诱变,选育出小球藻突变株MS700的生物质产量提高了 25%。荧光FRR和动态放氧测试表明:叶绿素光系统Ⅱ的氧气释放速率提高了 104.2%,光化学效率Fv/Fm提高说明光系统Ⅱ产生的电子具有更高利用效率,突变株对溶解的无机碳利用能力提高了 27.7%。这些结果共同支撑了小球藻突变株的光合固碳速率大幅提高。优化小球藻突变株MS700培养基同时提高了其固碳生物质和油脂产量。透射电镜TEM分析表明:当培养基中初始氮磷盐浓度增加时,小球藻突变株的细胞繁殖分裂速度加快导致细胞数量增加,而细胞直径和细胞壁厚度分别减小了26.6%和69.7%,油脂成分中长链不饱和脂肪酸增加,短链饱和脂肪酸减少。小球藻突变株的生长速率高于野生型小球藻,细胞壁厚度比野生型藻株减小了36.2%,油脂直接萃取率增加了 33%。对实验室选育出的节旋藻突变株ZJU9000和小球藻突变株MS700进行了中试扩大培养实验,得到其在中试跑道池中的生物质产量比野生型藻株分别提高了29.9%和25%,为微藻固碳的大规模工业应用提供了技术支撑。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-09-01）
赵犇[7]（2018）在《提高Schizochytrium DHA产量的诱变筛选方法研究及高产机理解析》一文中研究指出二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)是一种对人体具有促进和维护神经系统,预防心血管疾病,抗炎、抗癌等多种功效的ω-3族多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)。裂殖壶菌是高含DHA的单细胞真核生物。较之传统的鱼油DHA生产方法,通过发酵培养裂殖壶菌生产DHA的路径,具有更加生态环保、不受季节影响和生产原料限制、油脂无鱼腥味等优势,已开始应用于DHA工业化生产,并将逐步成为主要的DHA来源。鉴于裂殖壶菌基因组较大,合成DHA的代谢途径机理尚未完全明了,本文在裂殖壶菌发酵过程菌体形态变化与DHA合成关联性研究的基础上,设计了菌种理化诱变后通过二阶筛选高DHA产率的育种方法,并探索了DHA产率提高的机理,最后基于以上结论,进行了发酵的优化。主要结果如下:1.根据扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)显微观察细胞形态变化和通过荧光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)染色跟踪胞内脂质体积累规律,将发酵过程划分为菌体适应期、快速增长期、脂质积累期和脂质反耗期四个阶段,发现了不同发酵阶段细胞的繁殖方式、胞内脂质体分布和脂肪酸合成优势途径的差异,即在快速增长期,细胞以二分裂增殖方式为主,脂质体均匀分布于细胞质内,此阶段脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)产物逐步增加,而聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)产物呈下降趋势;当发酵进入脂质积累期,细胞主要以孢子囊的形式存在,脂质体相互融合并增大体积,此时PKS产物相对比例开始上升而FAS产物开始减少。通过对细胞结构变化进行显微跟踪观察,将细胞形态与发酵主要参数相关联,用于在发酵过程中快速、准确地判断菌体所处的发酵阶段,建立了研判裂殖壶菌发酵过程产DHA关键节点的简易方法。2.以常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变细胞,设计了先筛选高含油量菌株,再筛选高DHA组分菌株的理性筛选方法。通过测试紫外(ultraviolet,UV)、甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)和ARTP叁种诱变方法对Schizochytrium sp.S31的诱变效果,发现以ARTP诱变S31细胞,正突变率高,诱变后菌株传代稳定,因此确定ARTP作为诱变手段。同时,基于分段提高裂殖壶菌含油量和DHA含量比,最终实现DHA产率倍乘提升的思路,设计了首轮ARTP诱变辅以琥珀酸脱氢酶竞争性抑制剂丙二酸(malonic acid,MA)筛选,得到含油量提高的变异株,再以此为基础进行第二轮诱变,以糖肽抗生素博莱霉素(zeocin)筛选高DHA含量比的变异株,最终获得DHA高产株mz-17。250-mL摇瓶发酵的结果,mz-17的含油量、DHA含量和DHA产率达到了59.5%,44.2%和27.2%,较出发菌株分别提高了30.8%,和22.1%和87.6%。3.对高产DHA突变株mz-17与出发菌株S31进行比较转录组分析,从碳水化合物代谢、氨基酸代谢、脂肪酸合成途径和磷酸化水平四个层面,对这两个菌株在发酵快速增长期和脂质积累期的差异表达基因(differencially expressed gene,DEG)进行分析比较,揭示了mz-17高产DHA的相关机理。相比较于出发株,mz-17在发酵过程中糖酵解(glycolytic pathway,EMP)途径、亮氨酸(leucine,Leu)和异亮氨酸(isoleucine,Ile)降解途径得到了增强,特别是在油脂积累期,log2 ratio介于1.08和1.58之间,增加了乙酰CoA的积累;同时,磷酸戊糖途径(hexose monophosphate pathway,HMP)、叁羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)、Leu和Ile合成途径、缬氨酸(valine,Val)降解途径明显的受到了抑制,在24 h时log2 ratio均小于-1,减少了乙酰CoA的非脂肪酸合成消耗。此外FAS途径相关基因表达的下调(log2 ratio<-1)和PKS途径相关基因表达的上调(log2 ratio>1),使脂肪酸的合成偏向于产多不饱和脂肪酸(PUFA),积累更多的DHA。最后,mz-17的氧化磷酸化水平受到抑制,相关酶基因表达下降最大达到log2ratio=-4.03,提高了低溶氧的耐受能力,为脂肪酸PKS合成途径提供了优势。4.基于高产株mz-17的发酵特性与代谢途径的基因表达差异,对DHA发酵的促进因子、pH条件和发酵罐溶氧水平进行了优化调控。建立了发酵不同时期添加Fe~(2+)的策略,即在发酵前48 h,控制Fe~(2+)浓度为1.0 mmol·L~(-1),48 h后补加Fe~(2+)至1.5 mmol·L~(-1)。使mz-17的DHA产量提高了18.9%;同时,考察了pH对菌体生长和油脂积累的不同影响,提出了两阶段pH调控策略,即发酵前60 h控制pH为7.0,后60 h调整pH至5.0,使mz-17发酵的DHA产量达到了19.7 g·L~(-1),提高了22.2%;最后,针对转录组分析中mz-17氧化磷酸化水平降低的现象和DHA合成的PKS途径无需耗氧的特点,设计了溶氧逐步降低的调控策略,即在发酵48 h和60 h分别将DO从40%降至20%和5%。通过该DO调控策略,发酵过程生物量、含油量和DHA含量均有所增加。最终DHA产量比DO调控优化前提高了15.6%。综合了上述各项调控方法后,mz-17的DHA产量提高到22.8 g·L~(-1),比发酵调控前高出68.0%。(本文来源于《江南大学》期刊2018-06-01）
刘瑞媛[8]（2017）在《碳离子辐射诱变白花紫露草突变体叶色变化机理研究》一文中研究指出叶色突变体是研究高等植物光合系统结构、叶绿素代谢、叶绿体发育、光合作用及激素生理等一系列生理代谢过程的理想材料,也是遗传和育种研究中的重要材料。本研究利用碳离子辐照技术,对野生型白花紫露草(Wild type,WT)幼嫩枝条进行辐照处理,并筛选得到可稳定遗传的温敏型叶色突变体(mutant,mt),该突变体的叶色随温度的降低由绿色逐渐变为粉色,随着温度升高粉色又逐渐褪去,直至变为深绿色。本研究以此突变体为材料,通过对不同温度环境下白花紫露草野生型和突变体表型观察、细胞水平检测、光合特性研究、色素成分分析以及花青素合成途径关键基因的差异表达分析,探讨白花紫露草叶色突变的物质基础和理化因素;利用RNA-Seq转录组测序技术对不同温度下的野生型和叶色突变体进行基因组分析,构建白花紫露草unigene库及公共信息平台,破译不同温度下对照与突变体的关键基因,预测温度变化引起突变体叶色变化的相关基因,探究因辐照引起的白花紫露草叶色随温度变化的代谢途径,阐明重离子诱导白花紫露草叶色随温度变化的机理,并为后续相关基因的功能验证以及重离子诱变选育叶色突变体提供理论基础。研究结果如下:(1)以不同剂量的碳离子束辐照白花紫露草幼嫩枝条后,在20Gy剂量下筛选到一株茎杆变为紫色、叶片随温度降低呈粉色斑块、且斑块大小与颜色深浅随温度发生变化的突变体。在不同温度环境下,mt的叶色、叶长、叶宽、叶面积以及叶片含水量等叶片参数较WT均发生了变化;经流式细胞仪对染色体数目进行鉴定分析发现,与WT相比,其染色体倍性并未发生改变。(2)对不同温度下的白花紫露草WT和mt的叶片解剖结构特征进行比较发现:在光学显微镜下,在7℃环境下,mt-7℃叶片的下表皮积累大量的紫色花青素,且在维管组织和海绵组织中也观察到少量的花青素积累;mt-25℃环境下,mt叶片中海绵组织和维管组织的花青素消失,仅叶片下表皮有少量的花青素分布;在WT中仅观察到大量的叶绿素,并未观察到其他色素成分。在扫描电镜下,不同温度环境下,mt叶片上表皮细胞形态差异不显着,但是下表皮分布的气孔差异显着。在透射电镜下,WT可以观察到成熟完整的叶绿体;mt-25℃叶片叶绿体结构模糊,随着温度的降低,mt-7℃叶片中白色体代替了叶绿体。(3)对不同温度环境下的mt叶片的色素含量、叶绿素荧光参数及光合作用关键酶进行了测定分析。结果表明:在7℃环境下,与WT相比,mt-7℃叶片中叶绿素含量和类胡萝卜素含量分别降低了45%和94%,花青素含量较WT增高了21倍;mt-7℃叶片的比活性参数ABS/RC、TRO/RC、ETO/RC均显着高于WT;FV/FM、PIABS、φEO以及φO均显着低于WT;除PEPCase外,其余两种光合作用的关键酶活性均显着低于野生型。随着温度的升高,mt-25℃叶片叶绿素含量和类胡萝卜素含量与WT之间无显着差异,但花青素含量升高了50%;在叶绿素荧光参数方面,mt-25℃的FV/FM和PIABS值显着低于WT外,其余各项参数指标与WT之间无显着差异;mt-25℃叶片的叁种光合作用关键酶活性也随温度升高而增加。(4)利用HPLC对花青素和黄酮的成分和含量进行测定。在WT中未检测到任何花青素成分。与WT相比,在不同温度条件下,mt叶片中均检测到矢车菊素、矮牵牛素、飞燕草素叁种花青素成分,天竺葵素仅在mt-7℃叶片中存在,但是在mt-25℃叶片中各花青素的含量均显着低于mt-7℃的含量,进一步证实了由于花青素含量的下降以及成分的变化引起其叶色恢复为绿色。(5)花青素合成途径关键基因的q RT-RCR结果显示,mt-7℃叶片中花青素合成途径的结构基因(PAL、CHS、CHI、F3H、F3’H、F3’5’H、DFR、ANS、UFGT、OMT)和转录因子(R2R3-MYB和WD40)的表达量均极显着高于WT;随着温度升高,mt-25℃结构基因PAL、CHS和ANS表达量下调,且与WT表达量差异不显着,这叁种基因的下调,阻断了花青素的合成,是其叶色恢复为绿色的因素之一。(6)通过RNA-Seq转录组测序,获得了白花紫露草转录组unigenes数据库,测序共组装获得91565条unigenes,其中功能注释了44733条unigenes。WT较mt-7℃样品组、WT较mt-25℃样品组以及mt-25℃较mt-7℃样品组分别检测到15368、12401和6456条差异表达基因。KEGG pathway分析结果显示,差异基因主要集中在卟啉和叶绿素合成代谢途径、光合作用代谢、光合作用天线蛋白以及花青素合成途径。另外对7个花青素合成途径的unigenes和10个叶绿素合成途径的unigenes进行了q RT-PCR验证,其结果与RNA-Seq的数据一致,mt-7℃叶片中主要表现为花青素合成途径unigenes的表达量上调和叶绿素合成途径的unigenes表达量下调造成其叶色呈现粉色。而mt-25℃叶片中,部分叶绿素合成途径的unigenes表达量上调(如POR)以及花青素合成途径下游基因ANS表达量的上调造成其叶色较WT深,且背部呈现淡紫色。(本文来源于《甘肃农业大学》期刊2017-06-01）
剡倩[9]（2017）在《重离子辐照诱变选育嗜酸氧化亚铁硫杆菌及其分子机理研究》一文中研究指出易处理金矿的储量正在逐年急剧减少,开采利用难处理金矿迫在眉睫。生物氧化法因其对环境友好和成本低等优点在对难处理金矿的开采冶炼方面有广阔的应用前景。嗜酸氧化亚铁硫杆菌作为该法中最主要的细菌,存在着氧化能力弱、不耐砷、对各种离子不耐受等缺点,严重限制了生物氧化的工业化进程,所以选育高氧化活性和优良性能菌种已成为重中之重。本论文通过利用碳离子和X射线辐照诱变嗜酸氧化亚铁硫杆菌并选育得到具有氧化活性增高且稳定遗传的突变菌株,同时通过分子生物学方法检测原始菌株和高氧化活性突变菌株的铁氧化通路相关酶基因的表达差异,探讨诱变引起该细菌氧化活性提高的分子机理。1、嗜酸氧化亚铁硫杆菌野生型菌株的分离鉴定从阳山金矿矿坑水中纯化获得一株细菌,经形态特征生理生化和分子鉴定表明其属于嗜酸氧化亚铁硫杆菌,取名YS-1。该菌长约1.2-1.5μm,宽约0.4-0.7μm,可以氧化利用二价铁和单质硫或硫化合物作为其生长的能量来源,是典型的无机化能自养型微生物。菌株YS-1的最佳生长条件为:pH值2.0,摇床转速150rpm,接种量10%,温度35℃。值得注意的是该菌株最适生长温度比其标准株ATCC23270高5℃,因为金矿的生物预氧化过程会散发热量,所以菌株YS-1适合用于矿石的生物预氧化。2、碳离子和X射线诱变菌株YS-1及优良性能菌株选育通过不同剂量的碳离子和X射线辐照对数期菌液,统计其致死率。结果显示重离子辐照剂量是320Gy时,菌株的致死率达95%;在X射线辐照剂量为360Gy时致死率是82.78%。辐照之后,一方面通过耐温和耐砷驯化分别得到可以在39℃条件下和含砷量为90mmol/L的条件下生长的突变菌株;另一方面通过选育得到两株氧化活性提高的突变体,一株是在剂量为320Gy的碳离子辐照后筛选得到的,命名为SJ-1,其氧化速率提高非常显着,在第48h时就可以将9K培养基中的二价铁离子全部氧化,比原始菌株YS-1缩短12h。另一株是在剂量为360Gy的X射线诱变后筛选所得,命名为JW-1,其氧化活性略低于菌株SJ-1。对突变菌株SJ-1和JW-1进行传代培养,结果表明两者均遗传稳定。3、金矿的生物预氧化和化学浸出为了检测菌株的氧化活性对难处理金矿氧化效果的影响,将所有诱变前后的菌株用于对金矿进行生物预氧化。结果显示突变菌株SJ-1使矿石的铁浸出率比原始菌株YS-1增高28.12%,达到73.15%。而菌株JW-1使矿石的铁浸出率增加到66.19%,比原始菌株提高21.16%,表明氧化活性越高的菌株对难处理金矿的作用效果越显着。将生物氧化后的矿石用于化学浸出,结果表明经过菌株SJ-1氧化后的矿石其金浸出率高达91.73%,比直接氰化高43.87%;而经过菌株JW-1氧化的矿石其金浸出率达到89.89%,高于直接氰化时金浸出率42.03%。4、菌株二价铁氧化通路相关酶基因表达的研究通过实时定量PCR技术测定突变菌株SJ-1及JW-1和原始菌株YS-1的二价铁氧化通路相关基因在mRNA水平上的表达,发现碳离子和X射线辐照对菌株YS-1的铁氧化通路相关基因表达的影响极其显着。在突变菌株SJ-1和JW-1的各个生长阶段,几乎所有被检测基因的表达量都高于原始菌株YS-1,且菌株SJ-1的基因上调表达更加显着。该结果表明菌株氧化活性的提高和铁氧化通路关键基因表达密切相关。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)》期刊2017-05-01）
刘京华[10]（2016）在《基于生物光谱对等离子体诱变雨生红球藻机理及突变体快速筛选方法的研究》一文中研究指出虾青素作为一种极强的抗氧化剂具有抵御紫外线、增强机体免疫、消炎、抗癌和着色等多种重要的生物学功能,因此在化妆品、医药、保健和水产等领域具有广泛的应用前景。然而虾青素在动物和人体内不能自身合成,需要从体外摄取。雨生红球藻作为一种淡水生的单细胞绿藻是天然虾青素生产的主要来源。然而在规模化养殖中雨生红球藻具有生长速率低、易遭受外源生物的污染和生物量低的缺点,这就需要对原始的出发藻株进行诱变选育。在本论文中我们采用操作简单、诱变效率较高的大气压介质阻挡放电(DBD)对雨生红球藻进行诱变以获得高产虾青素的突变藻株,并对低温等离子体作用于雨生红球藻的诱变效应进行了初步探索。在获得高产有益突变株中,除了应用高效的诱变技术我们还建立能够应用于研究和生产实践的快速、有效的生物光谱快速筛选方法。论文的主要研究成果总结如下：1、低温等离子体诱变实验条件和参数优化。我们利用低温等离子体对雨生红球藻出发株进行诱变处理,通过优化作用剂量、放电时间等参数,确定了最佳的诱变条件并得到了诸多雨生红球藻突变株。2、高产虾青素雨生红球藻光谱筛选的研究。我们建立了基于红外和拉曼显微光谱成像技术对高产虾青素突变藻株的快速筛选方法,并且能够在微观尺度上对虾青素、β胡萝卜素、蛋白质、脂类和多糖的含量和空间分布进行快速定量分析。尤其是在红外光谱中I(1740)/I(1156)与虾青素的含量一致,可以作为反映不同藻株中虾青素含量的一个重要指标。同时,利用拉曼光谱显微成像并结合多元曲线分辨(MCR)分析方法,能够在单细胞水平上对虾青素、p胡萝卜素和叶绿素的含量实现定量分析。此外,应用红外和拉曼光谱结合主成分分析(PCA)能够实现不同虾青素产量的雨生红球藻突变株快速区分。我们还应用近红外光谱(NIRS)技术并结合生化检测建立了基于偏最小二乘(PLS)的生物量、虾青素含量及虾青素在藻细胞的千重的百分含量的预测模型,进一步我们又对不同虾青素产量的雨生红球藻突变株进行预测。3.高产虾青素突变株特性的研究。我们对经过DBD诱变得到的高产虾青素雨生红球藻突变株的生理生化进行了进一步的分析。比如,应用随机扩增多态性DNA (RAPD)对遗传变异进行检测,应用高效液相色谱(HPLC)对抑制剂尼古丁和二苯胺(Nicotine和Diphenylamine)作用下的虾青素合成路径中的各类色素含量进行了分析。同时,我们还分别应用脉冲振幅调制荧光技术(PAMF)和实时定量PCR对不同藻株的光合作用活力和基因表达水平进行了检测。实验结果表明突变株中虾青素合成水平的提高与催化番茄红素到β胡萝卜素转变的番茄红素环化酶(LCY)的基因表达水平的升高有关。4.低温等离子体作用的生物学效应和机理的研究。我们利用生化测定法对等离子作用后的雨生红球藻细胞进行了检测和分析,证实了放电过程中的自由基是引发各类生物学效应的一个重要因素。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-06-01）
诱变机理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
辽东楤木(学名:Aralia elata(Miq.)Seem.)为五加科一种常见的山野蔬菜,具有较高的营养与保健价值。近年来由于社会需求量在增大,野生资源不断减少,人工栽培还处于起步阶段,产量已满足不了市场需求;另外辽东楤木栽培品种比较单一,种质资源匮乏;除此之外,辽东楤木枝多刺,为人工采收辽东楤木带来很大困难。因此开展辽东楤木种质资源创新研究、培育高产优质新品种已成为辽东楤木开发利用中亟待解决的问题,对于深入开发和利用辽东楤木资源有着重要的意义。本研究利用人工诱变的方法进行辽东楤木的种质资源创新,以期建立辽东楤木诱变的技术体系,构建辽东楤木突变体库,筛选出高产优质或具有某些特殊性质的突变体,为辽东楤木育种工作提供优良的种质资源。同时,通过转录组学、蛋白质组学和SNP(单核苷酸多态性)分析对人工诱变获得突变体的分子机制研究,有助于为辽东楤木的种质资源创新提供理论依据,为人工诱变相关研究提供参考。主要研究结果如下:分别用迭氮化钠、EMS(甲基磺酸乙酯)和~(60)Co-γ射线处理辽东楤木,建立突变体库,共得到各类型突变体147株。用迭氮化钠和EMS处理辽东楤木,突变率分别为1.1%和1.6%,都得到白化、黄化和紫叶叁种类型的叶突变体;用~(60)Co-γ射线处理,突变率为10%,得到黄化和紫叶两种类型的叶突变体。用迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线处理都得到多刺和少刺突变体,其中迭氮化钠和EMS处理的突变率较低,为1%左右,~(60)Co-γ射线处理的突变率较高为6%。用迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线处理都得到紫茎突变体,其中迭氮化钠和EMS处理突变率较低,分别为0.6%和0.9%,~(60)Co-γ射线处理的突变率为2%。用迭氮化钠和EMS处理都得到生长速度快和生长速度慢的突变体,平均突变率为1.33%;~(60)Co-γ射线处理得到生长速度慢的突变体,突变率为8%。迭氮化钠浓度为0.05%时,没有叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体的出现,但是出现了生长速度快的突变体。浓度为0.2%及以上时都出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体;浓度为0.2%时叶突变体和少刺突变率较高;浓度为0.8%时紫茎突变体和生长速度突变体的突变率较高。EMS浓度为0.05%时,没有出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体,但是出现了生长速度突变体;浓度为0.1%以上时,出现了叶突变体、刺数量突变体、紫茎突变体和生长速度突变体,且浓度越大,突变率越高。用迭氮化钠处理辽东楤木种胚,没有出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体,出现了生长速度突变体;对嫩芽、幼根和整株处理后,都出现了叶突变体、刺数量突变体、紫茎突变体和生长速度突变体,突变率没有显着差异。用EMS处理辽东楤木种胚没有出现叶突变体、刺数量突变体和紫茎突变体,出现了生长速度突变体;对幼根和整株处理得到的叶突变体和刺数量突变体突变率较高,而紫茎突变体和生长速度突变体的突变率则无显着差异。通过迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线诱变,共得到存活辽东楤木突变体147株。对其中长势快、叶片大、刺少的11个优质突变体嫩芽进行营养物质含量分析,发现皂甙含量最多的突变体分别是T4、T6和T1;黄酮含量最多的分别是对照(未处理)、T4、T5;多糖含量最多的分别是T6、T7和T10;可溶性糖含量最多的分别是T2、T5、T6和T8;蛋白质含量较多的是T4、T5和T6。同时含皂甙和黄酮较多的是T4;同时含皂甙和蛋白质含量较多的是T4和T6;刺较少的是T5突变体。以多刺(C组)为对照,少刺(TW)为实验组进行转录组学分析,在少刺突变体组中下调表达的基因有2187个,上调表达的基因有3353个。KEGG分析表明,差异表达基因富集最多的前20个通路中,涉及苯丙烷生物合成、植物信号转导和蛋白质加工的基因富集最多,其次是突触小泡循环、抗原加工、钙信号等基因。除此之外,涉及到萜类物质、生物碱类物质及类黄酮物质的生物合成的基因也得到明显富集。少刺突变体组中参与萜类物质代谢的差异表达基因有35个,其中21个下调表达,14个上调表达;部分基因只在对照组中表达,如柠檬酸合酶、倍半萜合酶、萜烯合酶。参与木质素生物合成的差异表达基因有7个,并且这7个差异表达基因在少刺突变体组都是下调表达的。和细胞壁相关的差异表达表达基因有4个,其中两个是细胞壁受体激酶,另外两个是纤维素合成酶,这四个基因都是下调表达的。参与类黄酮代谢的差异表达差异表达基因有9个,这些基因在少刺突变体组中都是下调表达的。其中黄酮醇3-磺基转移酶基因只在对照组中有表达。参与苯丙氨酸代谢的差异表达差异表达基因共有5个,其中3个上调表达,2个下调表达。编码细胞色素P450的差异表达基因共21个,其中6个下调表达,15个上调表达。参与光合作用的差异表达基因共11个,其中2个下调表达,9个上调表达。参与乙烯生物合成的差异表达基因有7个,其中3个下调表达,4个上调表达;参与乙烯信号转导的差异表达基因有8个,都是上调表达的。参与生长素信号转导途径的差异表达基因有12个,其中1个下调,11个上调。参与赤霉素生物合成及其调节的差异表达基因共2个,均上调表达。参与茉莉酸生物合成和脱落酸生物降解的差异表达基因各1个,均上调表达。蛋白质组学分析共获得二级质谱谱图154803个,鉴定到蛋白质2013个,其中差异表达蛋白352个。与对照组(多刺)相比,少刺突变体组(TW)中上调表达的217个,下调表达的135个。差异表达的蛋白最多集中在代谢途径,其次是次生代谢物生物合成;参与光合作用、碳代谢、氨基酸生物合成、苯丙烷代谢,萜类物质代谢的蛋白也显着富集。这些差异表达蛋白中,参与辽东楤木初级代谢过程的差异蛋白共有77个,其中涉及氨基酸代谢的11个,光合作用的52个,糖代谢的10个,脂类代谢的4个。在11个差异表达的氨基酸代谢蛋白中,有9个上调表达,2个下调表达。参与光合作用的差异蛋52个蛋白,只有1个(二磷酸核酮糖羧化酶小亚基)是下调的,其它51个都是上调表达的。参与糖代谢的有50%的差异蛋白是上调的,参与脂肪代谢的差异表达蛋白都是上调的。参与次级代谢过程的差异蛋白主要是参与了次级代谢物的生物合成和降解,其中参与萜类物质生物合成的基因绝大多数是下调表达的。参与代谢过程调节的差异表达蛋白有抗氧化酶类、生长素结合蛋白、细胞壁构建等功能的蛋白,这几类差异表达蛋白都是上调表达的。转录组学和蛋白质组学关联分析表明,在转录水平和蛋白表达水平共同下调的基因19个,共同上调的37个。其中光合作用相关的基因(蛋白)都显着上调表达;参与萜类物质和生物碱生物合成的基因(蛋白)如檀香萜合酶、小檗碱桥酶都显着上调表达,而β-香树脂醇28-氧化酶和呋喃甾醇糖苷26-O-β葡糖苷酶均下调表达。对参与刺形成、次生代谢物生物合成及基因表达调控相关基因的SNP分析表明,有52个基因的625个位点发生了碱基突变,突变的类型有G-A,C-T,T-C,A-G,T-A,G,G-A,C等17种形式,其中数量最多是C-T的突变,占总位点的17.28%;其次是A-G和G-A,分别是15.52%和14.72%。每个基因上的突变位点数量不一样,最少的为1个,如4-香豆酸CoA连接酶和黄酮醇3-磺基转移酶;最多的是WRKY转录因子16,其突变位点达到82个;其次是3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶,达到44个突变位点。总之,用迭氮化钠、EMS和~(60)Co-γ射线处理辽东楤木都可以诱变出白化、黄化和紫叶的叶突变体,多刺和少刺的刺数量突变体,紫茎突变体和长势快慢的生长速度突变体。其中迭氮化钠和EMS诱变的突变率较低,在1%-2%左右;~(60)Co-γ射线处理的诱变率较高,能达到10%。建立叶突变体、刺数量突变体、茎突变体和生长速度突变体4个突变体库,共发现147株突变体,筛选出长势快、营养物质含量高、少刺的10个突变体。对少刺的突变体进行转录组和蛋白质组学分析,发现参与萜类物质代谢的基因上调表达的较多;而参与木质素生物合成和细胞壁相关的基因都下调表达;参与类黄酮代谢的基因基本都下调表达;参与生长素信号转导和乙烯信号转到的基因基本都上调表达;参与光合作用的基因基本都上调表达。明确了参与辽东楤木少刺突变体次生代谢及少刺性状的基因突变位点及其碱基变化,但是该变化与基因功能的关系还需要更深入的研究。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
诱变机理论文参考文献
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