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    不同單色光對(duì)紫色紅曲霉生長(zhǎng)、色素和桔霉素合成的影響

    2019-04-08 07:41:48陳勉華李貞景王昌祿
    關(guān)鍵詞:單色光紅曲黃色素

    劉 宏,陳 迪,2,陳勉華,李貞景,王昌祿,*

    (1.天津科技大學(xué) 食品工程與生物技術(shù)學(xué)院/省部共建食品營(yíng)養(yǎng)與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/食品營(yíng)養(yǎng)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 天津 300457;2.河南工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院, 河南 鄭州 450001)

    紅曲霉可以產(chǎn)生大量具有生物活性物質(zhì)的次級(jí)代謝產(chǎn)物[1-3]。紅曲色素作為紅曲霉的主要次級(jí)代謝產(chǎn)物,具有多種生物活性[4-12]。人們已完成了6種主要紅曲色素的結(jié)構(gòu)鑒定,包括兩種紅色素:紅斑紅曲胺(rubropunctamine,RUM)、紅曲玉紅胺(monascorubramine,MOM);兩種黃色素:紅曲素(monascin,MS)、紅曲黃素(ankaflavin,AK);兩種橙色素:紅斑紅曲素(rubropunctatin,RUN)、紅曲玉紅素(monascorubrin,MON)[3]。真菌腎臟毒素——桔霉素的發(fā)現(xiàn)引起了人們對(duì)于紅曲霉安全性的爭(zhēng)論,限制了紅曲產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用[13];因此,在提高紅曲色素產(chǎn)量的同時(shí)降低桔霉素產(chǎn)量,對(duì)紅曲產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。

    光作為一種重要信號(hào),可用來(lái)調(diào)控絲狀真菌的生長(zhǎng)、發(fā)育及次生代謝。不同波長(zhǎng)的單色光對(duì)絲狀真菌的生長(zhǎng)發(fā)育及次級(jí)代謝的影響各不相同[14]。大量研究[15-18]表明,不同光源對(duì)紅曲霉色素和桔霉素的產(chǎn)生有很大影響,但研究還不夠深入。目前,系統(tǒng)研究不同光源對(duì)紅曲霉生長(zhǎng)及色素產(chǎn)生的報(bào)道并不多見(jiàn),研究紅光不同光照條件對(duì)紅曲色素和桔霉素產(chǎn)生的影響也鮮有報(bào)道。本文擬對(duì)不同波長(zhǎng)單色光特別是紅光對(duì)紫色紅曲霉(Monascuspurpureus)M9生長(zhǎng)、色素和桔霉素產(chǎn)量的影響進(jìn)行研究,并從分子水平上初步探討光照培養(yǎng)對(duì)紅曲色素和桔霉素代謝機(jī)理的影響,希望為光照發(fā)酵法高產(chǎn)紅曲色素、低產(chǎn)桔霉素提供技術(shù)支撐,為紅曲霉次生代謝途徑研究提供參考。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    1.1.1菌種來(lái)源

    紅曲霉菌株(MonascuspurpureusM9),由天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院發(fā)酵食品與生物資源開(kāi)發(fā)研究室保藏。

    1.1.2主要試劑

    葡萄糖、蛋白胨、NaNO3、MgSO4·7H2O、KH2PO4,天津市化學(xué)試劑一廠;無(wú)水乙醇,天津市江天化工技術(shù)有限公司;瓊脂粉,北京索萊寶生物科技公司,以上試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。乙腈、甲酸(國(guó)產(chǎn)色譜純?cè)噭?,上海安譜科學(xué)儀器有限公司;GoldviewI型核酸染色劑、6×DNA Loading Buffer、1kb plus DNA Ladder(國(guó)產(chǎn)生化試劑),北京索萊寶生物科技公司;DM2000 Marker(國(guó)產(chǎn)生化試劑),康維世紀(jì)生物科技有限公司;Plant RNA Kit,美國(guó)Omega Bio-Tek公司;HiFiScript 1st Strand cDNA Synthesis Kit,康維世紀(jì)生物科技有限公司;SYBR? Premix Ex TaqTM II,Takara(大連)有限公司。

    1.1.3主要培養(yǎng)基

    麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基(MEA):將麥芽磨碎,加入4倍體積水,60 ℃水浴至麥芽糖度為18~20°BX,8層紗布過(guò)濾,置于-20 ℃冰箱備用。使用時(shí)融化麥芽汁,將糖度調(diào)為10~12°BX,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%瓊脂,121 ℃滅菌20 min。

    種子液培養(yǎng)基:葡萄糖6 g,蛋白胨 2 g,NaNO31 g,MgSO4·7H2O 0.5 g,KH2PO41 g,自來(lái)水100 mL,乳酸調(diào)pH值至5.5左右,121 ℃滅菌20 min。

    液體發(fā)酵培養(yǎng)基:大米粉5 g,NaNO30.3 g,MgSO4·7H2O 0.1 g,KH2PO40.15 g,自來(lái)水100 mL,pH值自然,121 ℃滅菌20 min。

    固體平板培養(yǎng)基:麥芽糖4 g,可溶性淀粉5 g,蛋白胨 3 g,瓊脂3 g,自來(lái)水100 mL,pH值自然,121 ℃滅菌20 min。

    1.2 儀器與設(shè)備

    SW-CJ-1FD型超凈工作臺(tái),上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;LS-B50L型立式壓力蒸汽滅菌鍋,上海華線醫(yī)用核子儀器有限公司;LRH-250-GII型微電腦控制光照培養(yǎng)箱,廣東省醫(yī)療器械廠;J-26XP型高速冷凍離心機(jī),貝克曼庫(kù)爾特(中國(guó))有限公司;1200型高效液相色譜儀、MX3000P型實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀,美國(guó)安捷倫科技有限公司;KW-T8ZW-12W型LED單色燈(紅光、黃光、綠光和藍(lán)光),深圳宸華照明有限公司。

    1.3 實(shí)驗(yàn)方法

    1.3.1菌株保藏和種子液制備

    用無(wú)菌接種環(huán)挑取紫色紅曲霉M9菌絲,劃線于麥芽汁斜面培養(yǎng)基上,30 ℃培養(yǎng)7~9 d,將活化好的菌種保藏于4 ℃冰箱,一個(gè)月活化一次。

    向紫色紅曲霉M9試管斜面加入5 mL生理鹽水,用無(wú)菌孢子鏟輕輕刮取孢子,制成孢子懸液。將孢子懸液全部倒入種子培養(yǎng)基中,在30 ℃,180 r/min的搖床中培養(yǎng)36~40 h,制成種子液。

    1.3.2菌落形態(tài)觀察

    將制備好的種子液過(guò)8層無(wú)菌紗布,得到孢子懸液,通過(guò)血球計(jì)數(shù)板將孢子濃度調(diào)為106個(gè)/mL。取20 μL孢子懸液,單點(diǎn)法加在固體平板培養(yǎng)基中心,待菌液被培養(yǎng)基充分吸收后轉(zhuǎn)入裝有LED單色燈(紅光、黃光、綠光和藍(lán)光)的恒溫培養(yǎng)箱中。調(diào)整光照強(qiáng)度為100 lx,光照組置于光源的正下方,黑暗組避光培養(yǎng),30 ℃靜置培養(yǎng)10 d,分別在第4、7、10天記錄菌落形態(tài)。

    1.3.3液態(tài)發(fā)酵方法和光照條件

    將制備好的種子液過(guò)8層無(wú)菌紗布,得到孢子懸液,調(diào)孢子濃度為106個(gè)/mL。將5 mL孢子懸液接種于50 mL的大米液態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中,置于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,靜置培養(yǎng)10 d。

    光照實(shí)驗(yàn)分為兩組。第一組將恒溫培養(yǎng)箱劃分為5個(gè)獨(dú)立燈室,每個(gè)燈室安裝不同波長(zhǎng)的LED單色光(紅光、黃光、綠光和藍(lán)光)。光照強(qiáng)度調(diào)整為100 lx,光照時(shí)間為持續(xù)光照,避光室為黑暗培養(yǎng)。第二組將恒溫培養(yǎng)箱劃分為5個(gè)獨(dú)立燈室,每個(gè)燈室安裝紅色LED單色光,分別在不同光照時(shí)間15、30、45、60 min/d,不同光照強(qiáng)度100、200、300、400 lx下培養(yǎng),避光室為黑暗培養(yǎng)。

    1.3.4紅曲色素和桔霉素的提取方法

    將發(fā)酵結(jié)束后的紅曲霉菌絲體烘干至恒重,用研缽將其磨成粉末狀,過(guò)80目篩。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.500 0 g紅曲粉末樣品,裝入10 mL離心管中,加入4 mL 75%乙醇,振蕩混勻,超聲30 min,3 500 r/min離心10 min,收集上清液于10 mL容量瓶中。向沉淀物中加入3 mL 75%乙醇,混勻,超聲30 min,3 500 r/min離心10 min,收集上清液。再重復(fù)此操作一次,將3次上清液合并,用75%乙醇定容至10 mL。稀釋10倍后,用孔徑為0.22 μm的微孔濾膜過(guò)濾,高效液相色譜(HPLC)法進(jìn)行分析。

    1.3.5紅曲色素和桔霉素的HPLC檢測(cè)

    1.3.5.1 紅曲色素的測(cè)定

    色譜柱:XDB-C18(5 μm,4.6 mm×150 mm);流動(dòng)相:A泵(水+0.1%甲酸),B泵(乙腈)。乙腈和水分別過(guò)0.45 μm的有機(jī)系濾膜和水系濾膜,脫氣30 min。檢測(cè)器:DAD(二極管陣列檢測(cè)器),流速為1 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)為410 nm,檢測(cè)溫度為25 ℃,進(jìn)樣量為20 μL。

    梯度洗脫方法如表1。

    表1 HPLC梯度洗脫流動(dòng)相比例

    1.3.5.2 桔霉素的測(cè)定

    色譜柱:XDB-C18(5 μm,4.6 mm×150 mm);流動(dòng)相:A泵(水,色譜純甲酸調(diào)pH值為2.5),B泵(乙腈)。乙腈和水分別過(guò)0.45 μm的有機(jī)系濾膜和水系濾膜,脫氣30 min。檢測(cè)器為熒光檢測(cè)器,流速為1 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)為激發(fā)波長(zhǎng)(λex)331 nm,發(fā)射波長(zhǎng)(λem)500 nm,檢測(cè)溫度為25 ℃,進(jìn)樣量為20 μL。桔霉素檢測(cè)采用等度洗脫,流動(dòng)相中水與乙腈的比例為55%:45%。

    1.3.6紅曲色素和桔霉素合成相關(guān)基因表達(dá)量的測(cè)定方法

    以NCBI(National Center for Biotechnology Information)報(bào)道的紅曲霉色素和桔霉素合成相關(guān)基因序列為參考序列。與紅曲霉色素合成相關(guān)的基因有MpPKS5、mppR1、mppA、mppB、mppC、mppD、mppE、mppR2、MpFasA2、MpFasB2、mppF(Gen Bank accession no. KC148521),與紅曲霉桔霉素合成相關(guān)的基因有orf1、ctnA、orf3、orf4、orf5 (Gen Bank accession no. AB243687)、pksCT(Gen Bank accession no. AB167465)、ctnD、ctnE、ctnF、ctnG、ctnH、ctnI、ctnR(Gen Bank accession no. EU309474)。用NCBI上的Primer-BLAST軟件設(shè)計(jì)引物,以β-actin基因作為內(nèi)參基因。

    使用Omega廠家生產(chǎn)的Plant RNA Kit提取紅曲霉總RNA,用HiFiScript 1st Strand cDNA Synthesis Kit反轉(zhuǎn)錄為cDNA,采用SYBR Green染色實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法對(duì)紅曲色素與桔霉素合成相關(guān)基因相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行監(jiān)控。擴(kuò)增曲線條件:95 ℃,30 s,1 Cycle;95 ℃,變性5 s,60 ℃,退火30 s,72 ℃,延伸30 s,42 Cycles。溶解曲線條件:95 ℃,15 s,60 ℃,退火30 s,最后,產(chǎn)物在95 ℃延伸15 s,同時(shí)在60~95 ℃進(jìn)行溶解曲線分析。采用β-actin基因作為內(nèi)參基因。

    1.3.7數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

    使用SPSS17.0軟件,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析;用Origin9.0軟件繪圖。每個(gè)實(shí)驗(yàn)做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn),結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。P<0.05(*),P<0.01(**)。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 不同單色光對(duì)紫色紅曲霉M9菌落形態(tài)的影響

    A:持續(xù)黑暗;B:持續(xù)紅光;C:持續(xù)黃光;D:持續(xù)綠光;E:持續(xù)藍(lán)光。從左往右依次為培養(yǎng)第4、7、10天。圖1 持續(xù)光照對(duì)紫色紅曲霉M9菌落形態(tài)的影響Fig.1 Effects of continuous light exposure on colony morphology of Monascus purpureus M9

    以黑暗培養(yǎng)條件作為對(duì)照,研究不同單色光在持續(xù)光照下對(duì)紫色紅曲霉M9菌落形態(tài)的影響,結(jié)果如圖1。由圖1可知,相比黑暗條件下,當(dāng)在持續(xù)紅光照射時(shí),第4天時(shí)出現(xiàn)很明顯的輻射狀褶皺;隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加,輻射狀褶皺逐漸增多,在第10天時(shí)出現(xiàn)顯著的暗紅色區(qū)域,菌絲更長(zhǎng)、更稠密且顏色更深。在持續(xù)藍(lán)光照射下,菌絲顏色為白色,極為稀疏,無(wú)輻射狀褶皺出現(xiàn)。在持續(xù)黃光和綠光照射下,菌絲顏色稍淺且無(wú)明顯輻射狀褶皺和暗紅色區(qū)域出現(xiàn)。結(jié)合前期研究成果[19]及本研究可以看出:相比黑暗條件,在持續(xù)光照下,紅光可以顯著促進(jìn)紫色紅曲霉M9菌絲生長(zhǎng)及菌絲內(nèi)色素的合成;藍(lán)光顯著抑制了菌絲的生長(zhǎng)及菌絲內(nèi)色素的合成;黃光和綠光對(duì)菌絲生長(zhǎng)及菌絲內(nèi)色素的產(chǎn)生有些抑制作用。

    2.2 不同單色光對(duì)紫色紅曲霉M9紅曲色素產(chǎn)量的影響

    *,P<0.05; **,P<0.01。圖2 持續(xù)光照對(duì)紫色紅曲霉M9 6種紅曲色素產(chǎn)量的影響Fig.2 Effects of continuous light exposure on six monascus pigments production of Monascus purpureus M9

    以黑暗培養(yǎng)條件作為對(duì)照,研究不同單色光在持續(xù)光照下對(duì)紫色紅曲霉M9產(chǎn)生6種色素產(chǎn)量的影響,結(jié)果如圖2。由圖2可以看出,相比黑暗條件,在持續(xù)紅光照射時(shí),6種紅曲色素產(chǎn)量都有增加,兩種紅色素RUM、MOM的產(chǎn)量分別增加了7.86%、17.33%;兩種黃色素MS、AK產(chǎn)量分別增加了11.14%、15.61%;兩種橙色素RUN、MON的產(chǎn)量分別增加了11.47%、16.69%。在持續(xù)黃光照射時(shí),6種色素的產(chǎn)量分別降低了8.28%、24.46%、9.64%、6.57%、10.21%、15.6%;在持續(xù)綠光照射時(shí),6種色素產(chǎn)量分別降低了8.41%、30.62%、11.43%、8.34%、33.56%、57.71%;而在持續(xù)藍(lán)光照射時(shí),6種色素產(chǎn)量降低得更為顯著,分別降低了47.43%、36.75%、48.22%、52.31%、73.84%、60.71%。由此可知,持續(xù)紅光照射增加了紫色紅曲霉M9 6種色素的產(chǎn)量,而持續(xù)黃光、綠光、藍(lán)光照射都減少了紫色紅曲霉M9 6種色素的產(chǎn)量。

    不同單色光對(duì)紫色紅曲霉M9菌落形態(tài)及色素產(chǎn)量影響結(jié)果表明,紅光是最顯著促進(jìn)紅曲霉生長(zhǎng)以及色素產(chǎn)生的光源。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,不同光照時(shí)間和光照強(qiáng)度是影響紅曲色素產(chǎn)生的主要因素[11],因此,后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,主要研究不同紅光照射條件對(duì)紅曲色素和桔霉素產(chǎn)量及相關(guān)基因表達(dá)量的影響。

    2.3 紅光不同光照時(shí)間對(duì)紫色紅曲霉M9色素及桔霉素產(chǎn)量的影響

    圖3 紅光不同光照時(shí)間對(duì)紫色紅曲霉M9色素和桔霉素產(chǎn)量的影響Fig.3 Effects of red light with various illumination time on monascus pigments and citrinin production of Monascus purpureus M9

    以黑暗培養(yǎng)條件作為對(duì)照,研究紅光不同光照時(shí)間對(duì)紫色紅曲霉M9色素及桔霉素產(chǎn)量的影響,結(jié)果如圖3。由圖3可知,隨著紅光光照時(shí)間的增加,兩種紅色素RUM、MOM和兩種黃色素MS、AK產(chǎn)量都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),而兩種橙色素RUN、MON產(chǎn)量呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì);桔霉素產(chǎn)量的變化趨勢(shì)與橙色素相似。相比黑暗條件下,在紅光不同光照時(shí)間下,兩種紅色素和兩種黃色素的產(chǎn)量都有顯著增加,而兩種橙色素及桔霉素的產(chǎn)量卻顯著降低。由此分析可知,相比黑暗條件,紅光不同光照時(shí)間可以促進(jìn)RUM和MOM以及MS和AK的產(chǎn)生而抑制RUN和MON的產(chǎn)生,同時(shí)也抑制了桔霉素的產(chǎn)生。當(dāng)紅光光照時(shí)間為30 min/d時(shí),RUM和MOM產(chǎn)量分別增加了36.01% 和 55.72%,MS 和 AK產(chǎn)量分別增加了29.67% 和 37.92%,RUN和MON產(chǎn)量分別降低了27.83% 和 29.42%;桔霉素產(chǎn)量降低了25.39%。本研究表明,紅光照射30 min/d為最佳的高產(chǎn)紅曲色素低產(chǎn)桔霉素的光照時(shí)間。

    2.4 紅光不同光照強(qiáng)度對(duì)紫色紅曲霉M9色素及桔霉素產(chǎn)量的影響

    圖4 紅光不同光照強(qiáng)度對(duì)紫色紅曲霉M9色素和桔霉素產(chǎn)量的影響Fig.4 Effects of red light with various illumination intensities on monascus pigments and citrinin production of Monascus purpureus M9

    *,P<0.05; **,P<0.01。圖5 紅光不同光照條件對(duì)紫色紅曲霉M9紅曲色素和桔霉素合成相關(guān)基因表達(dá)量的影響Fig.5 Effects of red light with different illumination conditions on expressions of monascus pigments and citrinin biosynthetic genes of Monascus purpureus M9

    以黑暗培養(yǎng)條件作為對(duì)照,研究紅光不同光照強(qiáng)度對(duì)紫色紅曲霉M9色素及桔霉素產(chǎn)量的影響,結(jié)果如圖4。由圖4可知,隨著紅光光照強(qiáng)度的增加,兩種紅色素RUM、MOM和兩種黃色素MS、AK的產(chǎn)量都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),而兩種橙色素RUN、MON產(chǎn)量呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì);桔霉素產(chǎn)量的變化趨勢(shì)與橙色素相似。相比黑暗條件下,在紅光不同光照強(qiáng)度下,兩種紅色素和兩種黃色素的產(chǎn)量都顯著增加,而兩種橙色素和桔霉素的產(chǎn)量顯著降低。由此分析可知,相比黑暗條件下,紅光不同的光照強(qiáng)度可促進(jìn)RUM和MOM及MS和AK的產(chǎn)生,抑制RUN和MON的產(chǎn)生,對(duì)桔霉素的產(chǎn)生也有抑制作用。當(dāng)紅光光照強(qiáng)度為300 lx時(shí),RUM和MOM產(chǎn)量分別增加了54.32%和71.51%,MS和AK產(chǎn)量分別增加了42.28%和59.72%,RUN和MON產(chǎn)量分別降低了41.94%和54.63%;桔霉素產(chǎn)量降低了40.19%。本研究表明,紅光300 lx光照強(qiáng)度為最佳的高產(chǎn)紅曲色素低產(chǎn)桔霉素的光照強(qiáng)度。

    2.5 紅光不同光照條件對(duì)紅曲色素和桔霉素合成相關(guān)基因表達(dá)量的影響

    以黑暗培養(yǎng)條件作為對(duì)照,研究紅光不同光照條件對(duì)紅曲色素和桔霉素合成相關(guān)基因表達(dá)量的影響,結(jié)果如圖5。由圖5(a1)、(a2)和(b1)、(b2)可知,在紅光不同光照時(shí)間下,紅曲色素合成相關(guān)基因mppA/B/D/F、mppR1/R2、MpPKS5、MpFasA2/B2的基因表達(dá)量由高到低依次為黑暗,15、60、45、30 min/d,而mppC、mppE的基因表達(dá)量由高到低依次為30、45、60、15 min/d,黑暗;在紅光不同光照強(qiáng)度下,紅曲色素合成相關(guān)基因mppA/B/D/F、mppR1/R2、MpPKS5、MpFasA2/B2的基因表達(dá)量由高到低依次為黑暗,100、200、400、300 lx,而mppC、mppE的基因表達(dá)量由高到低依次為300、400、200、100 lx,黑暗。結(jié)合圖3和圖4,紅光不同光照時(shí)間和強(qiáng)度對(duì)紅曲色素產(chǎn)量的影響可推測(cè),mppA/B/D/F、mppR1/R2、MpPKS5、MpFasA2/B2的基因表達(dá)量變化趨勢(shì)與紅曲色素中兩種橙色素產(chǎn)量的變化趨勢(shì)呈正相關(guān),mppC、mppE的基因表達(dá)量變化趨勢(shì)與紅曲色素中兩種紅色素和兩種黃色素產(chǎn)量的變化趨勢(shì)呈正相關(guān)。由此分析可初步推測(cè),在紅光照射條件下,mppA/B/D/F、mppR1/R2、MpPKS5、MpFasA2/B2可能參與了橙色素的生物合成,而mppC、mppE可能參與了紅色素和黃色素的生物合成。

    由圖5(c1)、(c2)和(d1)、(d2),結(jié)合圖3和圖4,同理可推測(cè)出,桔霉素合成相關(guān)基因ctnA/D/E/F/G/H/I、orf1/3/4/5、pksCT的基因表達(dá)量與桔霉素的產(chǎn)量呈正相關(guān),而ctnR1的基因表達(dá)量與桔霉素的產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。通過(guò)分析結(jié)果可初步推測(cè),在紅光照射條件下,ctnA/D/E/F/G/H/I、orf1/3/4/5、pksCT可能參與了桔霉素的合成代謝,而ctnR1可能參與了桔霉素的分解代謝。

    3 結(jié) 論

    通過(guò)研究不同單色光對(duì)紫色紅曲霉M9菌落形態(tài)和6種紅曲色素產(chǎn)量的影響及紅光不同照射條件對(duì)6種紅曲色素和桔霉素產(chǎn)量及相關(guān)基因表達(dá)量的影響,可得出結(jié)論:1)相比黑暗條件,在持續(xù)光照下,紅光是最顯著的促進(jìn)紫色紅曲霉M9菌絲生長(zhǎng)及色素產(chǎn)生的光源。2)高產(chǎn)紅曲色素低產(chǎn)桔霉素的最佳紅光光照時(shí)間為30 min/d,最佳光照強(qiáng)度為300 lx。3)初步推測(cè)紅曲霉M9色素合成相關(guān)基因mppA/B/D/F、mppR1/R2、MpPKS5、MpFasA2/B2可能參與兩種橙色素的生物合成,而mppC、mppE可能參與兩種紅色素和兩種黃色素的生物合成;ctnA/D/E/F/G/H/I、orf1/3/4/5、pksCT可能參與桔霉素的合成代謝,而ctnR1可能參與桔霉素的分解代謝。

    今后,可深入研究紅光調(diào)控紫色紅曲霉M9產(chǎn)生紅曲色素和桔霉素機(jī)理,為光照發(fā)酵法提高紅曲色素產(chǎn)量、降低桔霉素生成機(jī)制提供依據(jù),為進(jìn)一步研究光照調(diào)控其他絲狀真菌的次級(jí)代謝提供參考。

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