植物源农产品中农药残留降解技术研究进展

农药作为重要的农业生产资料,在保障农业生产率和农民增收等方面贡献显著。然而伴随农药使用量的增加,农药不合理、不规范使用造成的农药残留问题对人类健康、环境质量和农业可持续发展的影响不容忽视,农药残留降解技术是农产品降残降毒的一个重要研究领域。本文综述了目前植物源农产品中残留农药的降解技术研究概况,主要包括生物降解、物理降解、化学降解等技术。其中生物技术主要包括微生物降解、酶降解、基因工程菌降解以及植物调节因子辅助降解等,物理技术包括超声波降解、吸附去除、电离辐射以及冷等离子体降解等,化学技术则包括光化学降解、氧化分解以及电化学技术等,这些技术为解决农产品和环境中农药残留问题提供了科学基础和理论支撑。本文对上述技术的发展和应用前景进行了展望,为后续技术的优化和推广提供合理参考。     

毒死蜱降解菌株的分离鉴定及降解条件优化

目的:分离筛选出毒死蜱降解菌株,研究其生长特性及降解特性,菌株降解酶的定位及降解广谱性研究。方法:取自长白山区周边农田土,利用以毒死蜱为碳源的无机盐培养基对土壤中的微生物进行富集培养,通过形态学观察、生理生化鉴定以及16S rRNA分子测序确定菌属。菌株毒死蜱降解酶的定位,菌株对敌敌畏、氧化乐果、甲基对硫磷、水胺硫磷、乙草胺和莠去津广谱降解的测定,通过单因素实验和正交试验对菌株降解毒死蜱条件进行优化。结果:筛选到一株毒死蜱降解菌Pseudomonas aeruginosa AY-1,经初步鉴定为铜绿假单胞菌,其毒死蜱降解酶为胞内酶,对敌敌畏、氧化乐果、甲基对硫磷、水胺硫磷、乙草胺和莠去津具有良好的广谱降解能力,经正交试验优化后,最适降解条件为35 ℃,pH=8,底物浓度为100 mg/L,降解效率为75.09%。结论:菌株Pseudomonas aeruginosa AY-1对毒死蜱具有较高的降解能力,对有机磷农药有一定的广谱降解效果,在有机磷农药污染环境修复及去除食用农作物表面有机磷农药残留方面极具应用潜力。     

两株拟除虫菊酯类农药降解菌的分离鉴定及其降解能力的研究

通过富集培养、梯度驯化方法,以拟除虫菊酯类农药降解率为指标,从菜园耕地土壤中分离筛选到两株可广谱降解拟除虫菊酯类农药的降解菌Q-7和G-04。经形态学观察、生理生化实验及16S rRNA基因序列分析,菌株Q-7鉴定为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus),菌株G-04鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。两株降解菌都具备较强的拟除虫菊酯类农药耐受性,可在同时含高效氯氰菊酯、氰戊菊酯、氯菊酯、联苯菊酯,且累积浓度为640 mg/L的培养基中生长。两株降解菌能同时降解初始浓度分别为50 mg/L的高效氯氰菊酯、氰戊菊酯、氯菊酯和联苯菊酯,接种培养72 h后,菌株Q-7对高效氯氰菊酯、氰戊菊酯、氯菊酯、联苯菊酯的降解率分别为48.31%、64.31%、33.46%、26.52%,菌株G-04的相应降解率为66.94%、45.04%、29.40%、26.40%。研究结果表明,菌株Q-7和菌株G-04具备广谱降解拟除虫菊酯类农药的能力,可作为修复拟除虫菊酯类农药污染环境的优良微生物资源。     

多菌灵降解菌的构建及对烟叶残留降解效果评价

为控制烟叶中多菌灵农药残留,利用降解酶基因质粒载体克隆技术,合成构建了对多菌灵具有较好降解效果的菌株MBC2019,并进一步筛选优化了其发酵条件和最佳浓度,研究了降解菌在烟叶种植、烘烤和打叶复烤阶段对烟叶多菌灵农药残留降解的效果。结果表明,降解菌的最佳培养温度为28℃,最适培养pH为7.0,最优接种浓度为3.00%。种植阶段,喷施多菌灵和降解菌后3~7d,未喷施降解菌烟叶中农药残留降解速度快于降解菌处理,14d后降解菌的促进效果开始显现,未使用降解菌的降解率为96.55%,使用降解菌的降解率提高到99.58%;在烘烤和打叶复烤阶段,未使用降解菌的烟叶中多菌灵降解较慢,120h降解率为8.07%和8.05%,喷施降解菌后,同期降解率分别达到77.97%和45.08%。因此该降解菌可用于烟叶种植,特别是烘烤和打叶复烤等阶段的多菌灵农药残留降解,具有良好的应用前景。     

玉米赤霉烯酮生物脱毒及关键酶作用机理的研究进展

玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN,ZEA)是由镰刀菌属产生的一类具有类雌激素生物活性的霉菌毒素,广泛存在于玉米、小麦等谷物及其制品中。本文综述了各类微生物降解ZEN的研究现状,重点比较其脱毒效率及产物毒性,尤以不动杆菌(Acinetobacter sp.SM04)、粉红粘帚菌(Gliocladium roseum IFO 7063)、毛孢子菌(Trichosporon mycotoxinivorans)和假单胞菌(Pseudomonas sp.ZE-1)研究较为全面,进一步总结了ZEN降解的关键酶及其作用机制,为微生物降解玉米赤霉烯酮的研究提供依据,也为大环内酯化合物和芳香族化合物的降解开拓更广泛的途径。     

草甘膦降解菌的筛选及鉴定

目的 从经常施用有机磷农药的土壤中筛选出对草甘膦具有较高降解能力的菌株, 并对该菌株进行菌种鉴定, 以期开发草甘膦农药残留的降解菌并提高微生物的利用率。方法 以降解率为指标进行初筛, 经梯度驯化后计算降解速率和半衰期, 选取降解能力最佳的菌株T6, 并对菌种进行形态学、生理生化特性、糖发酵等试验以及分子生物学鉴定。结果 菌株T6经鉴定为植物乳杆菌, 在以草甘膦为唯一碳源的培养基中, 24 h降解率达27.51%, 降解速率常数为0.0192 h-1, 半衰期为36.10 h, 降解作用良好。结论 筛选出一株分解草甘膦农残效果较好的菌株, 经鉴定为植物乳杆菌, 对草甘膦的降解效果较好。本研究结果对开发利用微生物降解草甘膦等农残的研究, 具有一定的理论借鉴意义。     

乳酸降解菌在白酒酿造中的研究进展

乳酸降解菌是一类可以利用乳酸作为碳源或者电子受体的微生物，在清香型或浓香型白酒生产过程中加入乳酸降解菌可有效降低酒体中乳酸或乳酸乙酯的含量，改善酒体品质。乳酸降解菌一般从酿酒环境中分离得到，因此，将其添加到大曲或酒醅中对其他微生物的代谢活动无明显影响。该文从乳酸降解菌的种类、分离筛选策略、乳酸的测定方法、乳酸降解菌的耐受特性以及乳酸降解菌在生产上的应用五个方面对乳酸降解菌的研究进展进行了总结，旨在为乳酸降解菌的应用与研究提供参考。     

浓香型白酒糟醅中农药降解菌的筛选及多样性分析

通过富集培养和平板初筛,从浓香型白酒糟醅中分离筛选可降解农药的微生物菌株,并进行16SrRNA基因序列系统发育分析。结果显示:52株分离菌株中,可降解丙环唑、莠去津和2,4D丁酯的菌株分别为25,10,17株,其中51株菌分属于Bacillus、Lysinibacillus、Pseudomonas、Acinetobacter、Brevibacillus和Stenotrophomonas 6个属的22个模式菌株,1株菌与B.thuringiensis的序列相似度为97.3%,可能是该菌株的变种;Bacillus是可以降解3种农药的共有属和优势属(37株,占总菌数的71.2%),Stenotrophomonas和Brevibacillus分别为降解莠去津和2,4D丁酯的特有属。     

白腐菌产木素过氧化物酶对硫酸盐浆的生物漂白

木素是不均匀、不规则的苯基丙烷聚合体,占木材植物细胞壁的20%～30%.木素可以被多种微生物降解,白腐菌是目前所知降解木素效率最高的微生物.由于能从木材中降解和脱除木素,因此人们对白腐菌的研究逐渐增多.近年来,人们的环境保护意识逐渐加强,排放标准日益严格,这些都要求制浆造纸工业通过改变生产工艺和处理技术,减少氯漂废水中的残余木素.     

臭氧降解苹果中克菌丹农药残留技术研究

通过臭氧在清水中处理含有克菌丹农药的苹果实验,研究了臭氧对苹果中农药残留的降解效果.结果表明:随着臭氧浓度、臭氧处理时间及臭氧处理温度的升高苹果中克菌丹的残留量逐渐减少;臭氧对苹果中克菌丹残留农药的最佳处理条件:臭氧浓度6mg/L,在臭氧水pH11,温度为40℃条件下,处理30min后,苹果中克菌丹残留农药未有检出.     

大曲中氯氟氰菊酯降解菌的分离筛选及特性研究

从大曲中筛选降解氯氟氰菊酯的安全菌株,通过测定各菌株对不同低质量浓度氯氟氰菊酯的降解情况选取最佳降解菌,采用分子生物学技术对其进行鉴定,同时对其生长与氯氟氰菊酯降解动态的相关性进行分析,并采用模拟混合农残体系验证其农残降解能力。结果表明,从大曲中共筛选得到2株氯氟氰菊酯耐受性较好的菌株,编号为L1和L5,经鉴定分别为驹形白色杆菌（Leucobacter komagatae）、玫瑰红红球菌（Rhodococcus rhodochrous）,其中菌株L5对氯氟氰菊酯降解效果较好,且对质量浓度为5 mg/L的氯氟氰菊酯降解率最高,达71.44%,其降解效果与其生长密度有关,并且可以有效降解模拟混合农残,是一株具有良好开发前景的农药降解菌。     

野生菌株特征功能基因过表达在食品领域中的研究进展

微生物菌种影响着发酵工业的发展，菌种的质量优劣从根本上决定了发酵食品质量的好坏。近年来，科学家已经从自然环境筛选到很多具有特征功能的野生菌株，并以基因工程方法过表达其功能基因，加强功能特性，以期获得工业化生产的工程菌。该综述阐述了基因过表达技术在食品领域的研究进展，重点概述了该技术在增加物质产量和增强微生物适应环境能力等方面的突出作用，讨论了工程菌的安全性及转基因食品检测技术，展望该技术在改造野生菌株能力方面的美好发展前景，旨在为今后基因工程菌的构建研究提供思路，为深入探究工程菌与发酵食品改善之间的关系奠定基础。     

Probiotics as potential detoxification tools for mitigation of pesticides: a mini review

Pesticides play a key role in agriculture and food production by controlling the insects, weeds, plant pathogens and microbial contaminations. Although they are useful in some aspects, their inappropriate application can induce health problems including carcinogenicity, reproductive toxicity, neurodegenerative diseases and disruption of endocrine system. In this respect, efficient strategies should be applied to reduce pesticide residue in foodstuffs. Several methods have been proposed in food processing for reduction of pesticides residue. Recently, detoxification via microorganisms such as lactic acid bacteria and probiotics has been extensively studied and degradation of pesticides through hydrolytic enzymes has been introduced as the possible mechanism and it has been highlighted that some probiotics harbour pesticide-degrading genes. The aim of this review is to evaluate the efficacy of probiotics in detoxification of pesticides.     

川西高原发酵牦牛乳中降解亚硝酸盐乳酸菌的筛选与耐受性研究

以川西高原发酵牦牛乳中分离出的195株乳酸菌为研究对象,采用比色法测定其亚硝酸盐降解能力,从中筛选出亚硝酸盐降解能力极强的菌株。将这些优势菌株分别在人工胃液、人工肠液、胆盐和高盐4个模拟人工胃肠道消化环境中进行培养,测其耐受力。结果表明:这195株乳酸菌亚硝酸盐降解率范围为35.79%~96.51%,其中降解率在80%~90%的菌株占54.87%,仅有1.54%的菌株亚硝酸盐降解率在50%以下,有3株亚硝酸盐降解能力极强的菌株(降解率大于95%)。这3株菌在人工胃液中的活菌数随培养时间的延长而减少,培养3 h后,菌株5、26、150在pH5.5时的活菌数分别为3.7、3.6、4.1×108 CFU/mL;在人工肠液中培养4 h后,菌株5、26、150的活菌数分别为4.3、6.8、5.3×108 CFU/mL;在不同胆盐梯度的培养基中培养24 h后,3株菌的活菌数随胆盐浓度增大而减少,且均保持在108 CFU/mL以上;在高盐环境中培养24 h后的活菌数随盐质量浓度的增加而降低,活菌数均在108 CFU/mL以上。结论:川西高原发酵牦牛乳中分离出的195株乳酸菌降解亚硝酸盐的能力存在较大差异,其中降解亚硝酸盐能力极强的菌株对体外模拟消化环境具有较好的耐受力,为其在医药,食品和生物领域的应用提供了理论依据。     

Protein engineering and its applications in food industry

Protein engineering is a young discipline that has been branched out from the field of genetic engineering. Protein engineering is based on the available knowledge about the proteins structure/function(s), tools/instruments, software, bioinformatics database, available cloned gene, knowledge about available protein, vectors, recombinant strains and other materials that could lead to change in the protein backbone. Protein produced properly from genetic engineering process means a protein that is able to fold correctly and to do particular function(s) efficiently even after being subjected to engineering practices. Protein is modified through its gene or chemically. However, modification of protein through gene is easier. There is no specific limitation of Protein Engineering tools; any technique that can lead to change the protein constituent of amino acid and result in the modification of protein structure/function is in the frame of Protein Engineering. Meanwhile, there are some common tools used to reach a specific target. More active industrial and pharmaceutical based proteins have been invented by the field of Protein Engineering to introduce new function as well as to change its interaction with surrounding environment. A variety of protein engineering applications have been reported in the literature. These applications range from biocatalysis for food and industry to environmental, medical and nanobiotechnology applications. Successful combinations of various protein engineering methods had led to successful results in food industries and have created a scope to maintain the quality of finished product after processing.     

酿酒酵母的乙醇耐受性分子机理与全转录工程

研究酿酒酵母对乙醇耐受性的机理,对于发展乙醇生产有重要意义.酿酒酵母乙醇耐受性涉及到基因组水平上许多基因的复杂的相互作用,已知许多影响细胞膜的完整性和通透性、细胞壁结构、蛋白质构象,以及糖和氨基酸等的吸收等基因都与乙醇耐受性有关,与乙醇诱导相关的基因往往也与其他的环境因素如渗透压、热激、化学毒性、氧化压力等诱导的基因有关或重叠.因此,从基因转录动力学研究酿酒酵母乙醇耐受性并通过全转录工程构建乙醇耐受性工程菌己成为重要的研究热点.该文对近年来酿酒酵母乙醇耐受性分子机理以及全转录工程构建工程菌的研究作一综述,旨在为了解酵母乙醇耐受性机理和培育乙醇耐受性高产酵母菌株提供参考.     

有机磷农药降解酶基因Oph2的克隆及甲基对硫磷降解效果研究

摘要：目的 挖掘可高效表达农残降解酶的基因,并构建含有该表达基因的工程菌,以此提供一种高效去除有机磷农残的新方法。方法 利用基因克隆获得高效表达农残降解酶基因Oph2,采用基因工程手段将其转化至毕赤酵母表达系统,对毕赤酵母的发酵产物进行SDS-PAGE定性研究和酶活定量研究,最后通过与目标底物甲基对硫磷反应,分析工程菌表达降解酶对有机磷农残的去除效果。结果 本研究成功克隆得到了高效表达有机磷降解酶基因Oph2,基因全长1000bp,编码256个氨基酸,酶蛋白分子量为37KD,并利用表达载体pPIC9K成功将其转化至毕赤酵母GS115。构建的工程菌GS115-pPIC9K-Oph2表达有机磷降解酶活性为11.57 U/mL,对6.8 mg/L的甲基对硫磷降解效率为90%以上。结论 本研究得到的工程菌GS115-pPIC9K-Oph2可高效表达有机磷降解酶,该酶活性高,对有机磷农残降解能力强,可有效应用于有机磷农残的降解。     

生物转化法生产共轭亚油酸及其研究进展

共轭亚油酸（CLA）是一种具有多种重要生理功能的天然脂肪酸，具有抗癌、抗动脉粥样硬化、抗糖尿病、调节免疫等多种功能。论述了利用生物转化法合成共轭亚油酸的生产菌株、培养条件和培养模式以及利用基因工程等菌株改良手段以提高生产效率的国内外研究进展；并简述了生物法工业化生产共轭亚油酸的前景。     

SiRNA介导的基因沉默及其在植物抗病毒应用中的研究进展

基因沉默是由双链RNA介导的同源RNA的降解现象,是一种古老的RNA监控系统,协助生物体抵抗外来核酸的入侵。基因沉默系统是植物抵抗病毒侵染的防卫体系,在长期的协同进化过程中,由病毒编码的抑制蛋白可以抵消基因沉默系统的作用。本文对基因沉默的过程、病毒编码的抑制子蛋白及基因沉默在植物抗病毒工程的研究进展进行简要综述。