Characterization of halophilic C50 carotenoid-producing archaea isolated from solar saltworks in Bohai Bay,China

Halophilic archaea comprise the majority of microorganisms found in hypersaline environments. C50 carotenoids accumulated in archaea cells are considered potential biotechnological products and possess a number of biological functions. Ten red colordes were isolated from brine water in a saltem crystaltizer pond of the Hangu Saltworks, China. 16S rRNA gene sequence analysis showed that the colonies belonged to the extremely halophilic archaea genera Halobacterium and Halorubrum. Two representative strains, Halobacterium strain SP-2 and Halorubrum strain SP-4, were selected for further study on the phenotypic characteristics and effects of salinity and pH on accumulation and composition of pigments in their cells. The archaeal strains were isolated and grown in a culture medium prepared by dissolving yeast extract （10 g/L） and acid-hydrolyzed casein （7.5 g/L） into brine water obtained from a I.ocal salt pond. Their optimum salinity and pH for growth were 250 and 7, respectively, although pigment accumulation （OD490/ mL broth） was highest at pH 8. In addition, at 150-300 salinity, increasing salinity resulted in decreasing pigment accumulation. Analysis of the UV-Vis spectrum, TLC and HLPC chromatograms showed that C50 carotenoid bacterioruberin is the major pigment in both strains.     

饲料中添加虾青素对血鹦鹉皮肤类胡萝卜素含量和体色三刺激值的影响

为探讨投喂增色剂对鱼类增色效果的定量评价方法,分别用添加0、30、100、300、500、700、900 mg/kg虾青素的饲料饲喂血鹦鹉60 d,测定血鹦鹉皮肤中的总类胡萝卜素含量和鱼体体色的三刺激值。结果显示,血鹦鹉皮肤总类胡萝卜素含量随着虾青素添加量的增加而升高,而三刺激值X、Y、Z则逐渐减小。总类胡萝卜素含量300～900 mg/kg各组显著高于对照组(P<0.05),500、700和900 mg/kg组显著高于0、30、100 mg/kg组(P<0.05),而500、700和900 mg/kg各组间差异不显著(P>0.05)。总类胡萝卜素含量与三刺激值间的相关系数分别为-0.966、-0.932、-0.981,均达到极显著水平(P<0.01)。可见,在饲料中添加虾青素可明显提高血鹦鹉皮肤类胡萝卜素含量,改善血鹦鹉体色,血鹦鹉体色的三刺激值与皮肤总类胡萝卜素含量有极高的相关性,可用测色色差计测定血鹦鹉的三刺激值,并以此来推算鱼体皮肤总类胡萝卜素含量,定量评价血鹦鹉的体色。     

一株分离自北极海水红球菌(Rhodococcus sp.)B7740的生长条件及其粗类胡萝卜素提取方法的优化

红球菌(Rhodococcus sp.)B7740分离自北冰洋海水样品,前期实验表明其能产生大量黄色素,但是该菌生物量很低。本实验通过碳源、氮源、培养温度、发酵液起始pH值、菌种接种量等单因素和正交实验优化了该菌株的培养条件,在此基础上,通过对提取剂种类及pH、提取时间、料液比等的研究,优化了色素的提取条件。实验结果表明,1L陈海水中,添加5g酵母粉,5g葡萄糖,3g乳糖,7g牛肉膏;起始pH7,培养温度25℃,菌种接种量1.0%,160r/min摇床培养7d时,生物量从6.1mg/mL上升到23.08mg/mL,提高了278.4%。以上述培养条件下得到的干菌体为材料,采用pH7的无水乙醇,当料液比1:30,浸提温度75℃,浸提1h重复提取2次时,色素含量为1160.625μg/g干菌体。对色素的分析表明,该色素为类胡萝卜素,实验结果为进一步研究极地微生物红球菌(Rhodococcus sp.)B7740产类胡萝卜素的提取工艺提供了基础。     

海洋赤杆菌科菌株的类胡萝卜素合成基因分析

赤杆菌科(Erythrobacteraceae)菌株广泛分布于海洋环境,可合成类胡萝卜素等多种色素。类胡萝卜素具有光保护和抗氧化能力,对于赤杆菌科菌株适应海洋生态系统具有重要作用。本研究收集了107个海洋来源的赤杆菌科细菌基因组,分析了类胡萝卜素合成途径中关键酶的编码基因crtEBIGYZW在基因组中的分布特征,构建了基于氨基酸序列的不同编码基因系统发育树,阐明了深海和浅海来源的赤杆菌科菌株中类胡萝卜素合成基因的存在和分布规律,探究了不同的类胡萝卜素合成基因在近海与深海来源的赤杆菌科菌株进化过程中的遗传模式。研究结果显示,海洋来源的赤杆菌科菌株均含有crtEIGZ基因,约98.1%的菌株含有crtBY基因,约43.9%的菌株中存在crtW基因,其类胡萝卜素合成基因在菌株间存在分布差异,但在深海与浅海来源上并未显示特异性。此外,通过比较不同编码基因的系统发育树拓扑结构发现,赤杆菌科菌株的类胡萝卜素合成基因crtBYZW与系统发育密切相关,而crtEIG基因多通过水平基因转移获得,这有助于更好地评估类胡萝卜素合成基因家族在赤杆菌科中的进化,也为其他海洋细菌中的类胡萝卜素合成途径及基因研究提...     

光合细菌类胡萝卜素的研究

本文对光合细菌的培养条件进行研究后,发现适当增加菌种的接种量和光照强度,以及微好氧培养,均会提高光合细菌的生长速度,采用石油醚－甲醇抽提法对菌体中的类胡萝卜素进行提取,最终获得的类胡萝卜素产量为１７０ｍｇ／Ｌ培养液,菌体湿重为７．５ｇ／Ｌ培养液。对所获得的色素的部分性质进行分析,通过薄层层析发现其中含有三种组分,该色素对酸较为稳定,对热的稳定性则较差。在室内光线条件下,具有一定的稳定性,可以较长时     

东星斑BCO基因家族鉴定及其表达对体色的影响

为了探究β-类胡萝卜素裂解加氧酶(Beta-carotene oxygenase family, BCO)家族在东星斑(Plectropomus leopardus)体色形成中的作用。本研究在东星斑基因组中鉴定得到4个BCO家族基因,通过生物信息学方法对该家族基因的系统进化、基因结构、理化性质、蛋白结构以及保守性进行预测和分析。结果显示东星斑4个BCO基因都包含一个主要的RPE65功能域,并且其二级结构、超二级结构和三级结构都具有高度保守性。定量分析结果表明Bco2l和Bco2b在类胡萝卜素的主要代谢组织肝脏中有较高的表达,Bco1和Bco2l在肠道中表达较高。另外,红、黑体色差异个体中BCO基因的mRNA表达水平在多个组织中存在显著差异,其中Bco2l的表达量和东星斑红色体色具有较高的相关性,表明Bco2l可能是影响东星斑体色的关键调控基因。     

准噶尔盆地渐新世安集海河组类胡萝卜素的发现及古环境意义

作为一类天然色素,类胡萝卜素在自然界中广泛分布。在沉积记录中,类胡萝卜素多以结构稳定的衍生物形式赋存。部分具有芳香基的结构的组分与光合硫细菌的活动有关,因而这些特定生物来源的组分为恢复古水体环境提供了一个重要的依据。通常光合硫细菌多生存在缺氧且富硫的透光层,地质记录中的芳香基类胡萝卜素往往反映了古水体中发育硫化透光带。类胡萝卜素衍生物的组合差异与硫细菌群落的相关性为古水深、微生物优势群落以及营养元素利用与循环等方面的研究提供了线索和证据。因此,类胡萝卜素衍生物在油源对比、生命起源、生物灭绝事件以及大洋缺氧事件等诸多地质过程的研究中起到至关重要的指示作用。本文主要通过探讨准噶尔盆地南缘安集海河组有机质中的类胡萝卜素的结构,分析其成因类型和特定来源,阐释古环境与古气候演化,进而恢复与重建渐新世时期准噶尔盆地南缘古湖泊的水体条件与微生物群落。从结果来看,准噶尔盆地安集海组中发育绿硫细菌来源的绿硫菌烷、异海绵烷等芳香基类胡萝卜素,可以推测这一时期湖泊水体存在硫化透光带现象;同时以叶黄素为来源的叶黄烷指示了蓝细菌是古湖泊中生物群落的重要组成部分。古湖泊发育硫化透光带往往与水体分层有关,而准噶尔盆地渐新世晚期的古气候由湿润转变为干旱似乎对湖泊盐度分层提供有利条件。与此同时,绿硫细菌中出现较高含量的棕色绿硫细菌菌株反映了安集海河组古湖泊的水深较深,且分布范围广阔。通过对安集海河组类胡萝卜素研究,认为渐新世时期准噶尔盆地南缘原始湖泊分布范围向南延伸较广,与构造研究结果吻合。     

织锦巴非蛤不同组织及性别总类胡萝卜素含量比较分析

本文分析了织锦巴非蛤(Paphia textzle)斧足、外套膜、闭壳肌、鳃、性腺5个组织以及不同性别的总类胡萝卜素含量(TCC),结果显示:织锦巴非蛤5个组织的总类胡萝卜素含量除鳃与性腺之间没有显著性差异之外(P0.05),其它各组织之间差异均达到极显著水平(P0.01),各组织总类胡萝卜素含量从高到低依次为:斧足性腺鳃外套膜闭壳肌;不同性别织锦巴非蛤的斧足、外套膜、闭壳肌、鳃中总类胡萝卜素的含量没有显著差异(P0.05),但精巢与卵巢中的总类胡罗卜素含量有极显著性差异(P0.01),精巢中总类胡萝卜素的含量高于卵巢。本研究结果初步揭示了织锦巴非蛤中总类胡萝卜素含量的分布规律。     

从织锦巴非蛤提取总类胡萝卜素的两种前处理方法效果比较

以织锦巴非蛤(Paphiatextile)为研究对象,分别用湿法与干法(冷冻干燥法)两种前处理方法提取织锦巴非蛤斧足、外套膜、闭壳肌及鳃4种组织的总类胡萝卜素,并比较两种前处理方法的提取效果。结果表明:用两种前处理方法提取各组织中总类胡萝卜素的变异系数均较小,干法的变异系数普遍小于湿法(P0.05)。湿法处理后提取总类胡萝卜素含量从高到低依次为:斧足、鳃、外套膜、闭壳肌,干法处理后提取总类胡萝卜素的排序结果与湿法处理后提取的结果一致,但干法的得率要显著高于湿法(P0.05),建议以后在对贝类中总类胡萝卜素进行提取时,宜选用冷冻干燥法作为前处理方法。