基于合成生物学技术改造酵母高效合成萜类化合物

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作者 尹梦琦 赵建志 《齐鲁工业大学学报》 2025年第1期36-46,共11页

萜类化合物是一类以异戊烯基二磷酸(isopentenyl diphosphate,IPP)和二甲基烯丙基二磷酸(dimethylallyl diphosphate,DMAPP)为基本前体经相应萜类合成酶催化形成的天然产物,几乎存在于所有生物体中,以药用植物居多,并在医药、食品、化... 萜类化合物是一类以异戊烯基二磷酸(isopentenyl diphosphate,IPP)和二甲基烯丙基二磷酸(dimethylallyl diphosphate,DMAPP)为基本前体经相应萜类合成酶催化形成的天然产物,几乎存在于所有生物体中,以药用植物居多,并在医药、食品、化工及能源等领域有着广泛应用。萜类化合物通常采用植物提取法和化学合成法获得,但这两种方法存在效率低、质量不稳定、成本高等弊端,这显然已不能满足对萜类化合物日益增长的需求。随着合成生物学技术的快速发展,改造微生物合成萜类化合物取得了巨大进步,特别是酵母细胞,因其具有与植物细胞类似的结构及较为成熟的遗传操作体系,已用于多种萜类化合物的合成,逐渐凸显出生物合成法的优势。以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)两种模式酵母为例,综述重要萜类化合物高效合成的代谢工程改造研究进展,具体从高活性萜类合成酶的筛选与表达、关键前体乙酰辅酶A的供给与高效利用、直接前体单元IPP和DMAPP合成通量强化与消耗弱化等方面改造策略进行了详细介绍,最后,还对酵母合成萜类化合物研究将来面对的机遇与挑战进行了总结与展望。 展开更多

关键词 酿酒酵母 解脂耶氏酵母 合成生物学技术 代谢途径优化 萜类化合物

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酿酒酵母工业菌株中Ⅱ型启动子介导sgRNA表达的CRISPR/Cas9基因编辑系统的优化

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作者 徐康 侯运华 赵建志 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2024年第6期24-32,共9页

CRISPR(clustered regulatory interspersed short palindromic repeat)系统因其高效、无痕、简便等特点已被广泛应用于生物基因编辑研究领域。就微生物基因编辑而言,该系统的研究主要集中于单倍体细胞的基因编辑操作。然而,对于遗传背... CRISPR(clustered regulatory interspersed short palindromic repeat)系统因其高效、无痕、简便等特点已被广泛应用于生物基因编辑研究领域。就微生物基因编辑而言,该系统的研究主要集中于单倍体细胞的基因编辑操作。然而,对于遗传背景更为复杂的多倍体细胞来说,高效基因编辑系统的匮乏是制约工业菌株遗传改造及应用的关键因素。因此,以酿酒酵母二倍体工业菌株为研究对象,构建并系统优化了RNA PolⅡ(PolⅡ)和RNA PolⅢ(PolⅢ)两种启动子驱动sgRNA表达的CRISPR/Cas9基因编辑体系,同时对转化条件进行优化提高多位点基因编辑效率。研究结果表明,PolⅡ启动子可实现3对等位基因(即6个基因)一次性敲除,效率高达68%。随后也对目标基因多位点敲入进行了初步探索。该研究建立的酿酒酵母工业菌株CRISPR/Cas9基因编辑系统为菌株快速遗传改造提供强有力的技术支撑。 展开更多

关键词 二倍体工业酵母 CRISPR/Cas9 RNA PolⅡ RNA PolⅢ 基因编辑

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基于重组毕赤酵母的2-癸烯酸生物合成研究 被引量：1

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作者 张丽华 张子洋 +6 位作者 王子睿 姜彦君 苏静 李丕武 范翰 王瑞明 汪俊卿 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2021年第3期1-6,共6页

2-癸烯酸是一种具有2位不饱和键的中链脂肪酸,是合成功能化合物10-羟基-2-癸烯酸的重要前体物质。本研究首先将硫脂酶基因YdiI和脂肪酸CoA脱氢酶基因FadA分别连接至具有pGAP启动子的pGAPZαA载体上,并电转化至毕赤酵母GS115感受态中,经... 2-癸烯酸是一种具有2位不饱和键的中链脂肪酸,是合成功能化合物10-羟基-2-癸烯酸的重要前体物质。本研究首先将硫脂酶基因YdiI和脂肪酸CoA脱氢酶基因FadA分别连接至具有pGAP启动子的pGAPZαA载体上,并电转化至毕赤酵母GS115感受态中,经过Zeocin抗性筛选及基因组PCR鉴定后,成功获得重组载体同源重组至毕赤酵母GS115基因组上的阳性重组子。采用气相色谱-质谱联用方法对发酵产物进行检测,结果发现培养12 h后发酵产物中有2-癸烯酸出现,在发酵24 h产量可达33.7 mg/L,这表明YdiI和FadA基因已成功转入毕赤酵母GS115中。本研究成功构建了能够合成2-癸烯酸的重组毕赤酵母GS115工程菌,为下一步利用毕赤酵母进一步合成10-羟基-2-癸烯酸打下基础。 展开更多

关键词 2-癸烯酸 毕赤酵母GS115 YdiI FadA 基因重组表达

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浓香型白酒发酵过程中酒醅的原核生物群落演替过程 被引量：6

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作者 李泽 邱磊 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2021年第4期26-31,共6页

本文对整个发酵过程中的浓香型白酒酒醅进行分层取样,分别取上层、中层和下层酒醅进行高通量测序,分析了在整个酒醅发酵过程中微生物的α-多样性、群落组成的变化。结果表明,在酒醅发酵过程中,微生物群落的多样性变化明显,在发酵前20 d... 本文对整个发酵过程中的浓香型白酒酒醅进行分层取样,分别取上层、中层和下层酒醅进行高通量测序,分析了在整个酒醅发酵过程中微生物的α-多样性、群落组成的变化。结果表明,在酒醅发酵过程中,微生物群落的多样性变化明显,在发酵前20 d,群落物种丰度呈上升趋势,20 d之后开始下降,整个过程的优势菌属为乳杆菌属、芽孢杆菌属、魏斯氏菌属、梭菌属、醋杆菌属、链霉菌属、丛毛单胞菌属、片球菌属、瘤胃球菌属、克罗彭斯特菌属,在众多微生物的协同作用下,合成出多种风味物质,形成了浓香型白酒独特的风格。 展开更多

关键词 浓香型白酒 物种丰度 优势菌属

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生物碱类中药成分微生物转化研究进展 被引量：4

5

作者 李璐 亓正良 刘新利 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2022年第2期6-12,共7页

微生物具有良好的环境适应性,对环境中的天然物质具有强大的酶转化能力,因而可利用微生物转化中药中的药效成分,达到促进其机体吸收、减毒增效的目的。生物碱类化合物是一类重要的中药来源的药效成分,在抗肿瘤、抗炎方面有着广泛的应用... 微生物具有良好的环境适应性,对环境中的天然物质具有强大的酶转化能力,因而可利用微生物转化中药中的药效成分,达到促进其机体吸收、减毒增效的目的。生物碱类化合物是一类重要的中药来源的药效成分,在抗肿瘤、抗炎方面有着广泛的应用。通过整理文献对微生物转化生物碱类化合物的研究进行了综述,介绍了几种重要的生物碱类中药成分的微生物转化研究进展及其液相检测方法,可为生物碱类中药的生物转化研究提供研究思路和借鉴,为实现我国的生物碱类中药现代化做出贡献。 展开更多

关键词 生物碱 微生物转化 酶催化

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生物酶处理对制备秸秆聚乙烯醇复合膜的影响

6

作者 赵菲 徐衍鹏 +1 位作者 丁烽 李丕武 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2022年第4期63-68,共6页

为了提高秸秆的高值化利用率,对秸秆进行酶改性处理,并与聚乙烯醇进行复配得到秸秆聚乙烯醇复合膜。结果表明,经漆酶木聚糖酶复配处理秸秆得到的复合膜力学强度最高,达到2.9 MPa,断裂伸长率由未改性的12.4%降至7.7%。复合膜的表面疏水... 为了提高秸秆的高值化利用率,对秸秆进行酶改性处理,并与聚乙烯醇进行复配得到秸秆聚乙烯醇复合膜。结果表明,经漆酶木聚糖酶复配处理秸秆得到的复合膜力学强度最高,达到2.9 MPa,断裂伸长率由未改性的12.4%降至7.7%。复合膜的表面疏水性以及结晶度均有一定程度的提高。经过对复合膜官能团的检测,发现复合膜无新增官能团,表明秸秆与聚乙烯醇为物理的氢键连接能力增强。经过酶改性处理后的秸秆聚乙烯醇复合膜在包装领域具有极大的应用价值。 展开更多

关键词 秸秆 聚乙烯醇 生物酶 复合膜

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基于响应面法优化“二次包埋”制备蓝莓爆爆珠的工艺研究 被引量：5

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作者 刘凯 刘文林 +7 位作者 鞠昱豪 张艺龄 王维 赵燕秋 戴存玺 贺晨晨 鞠依婷 郝鲁江 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2021年第6期29-35,共7页

以蓝莓果汁为芯材,海藻酸钠为壁材,利用二次包埋的方式对蓝莓果汁进行包埋制备蓝莓爆爆珠,运用Box-Behnken响应面设计,建立回归模型,优化选择爆爆珠包埋的工艺条件。结果表明:在第一次凝胶时间为17 min,乳酸钙浓度为0.121 mol/L;第二次... 以蓝莓果汁为芯材,海藻酸钠为壁材,利用二次包埋的方式对蓝莓果汁进行包埋制备蓝莓爆爆珠,运用Box-Behnken响应面设计,建立回归模型,优化选择爆爆珠包埋的工艺条件。结果表明:在第一次凝胶时间为17 min,乳酸钙浓度为0.121 mol/L;第二次凝胶时间为6 min,乳酸钙浓度为0.068 mol/L时,可得最大包埋率为87.43%。 展开更多

关键词 蓝莓果汁 二次包埋 响应面设计 爆爆珠

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spoIIE基因缺失对克劳氏芽孢杆菌淀粉酶酶活的影响 被引量：3

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作者 张虎 肖静 +2 位作者 原梨萍 汪俊卿 王瑞明 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2019年第1期131-135,268,共6页

通过对克劳氏芽孢杆菌(Bacillus clausii) QL-1spoIIE基因敲除,研究了其对菌体芽孢形成、生物量以及淀粉酶酶活的影响。将重叠的spoIIE-Cmr片段电转化至B.clausii QL-1感受态细胞,仅通过一次同源单交换实现对spoIIE基因快速敲除,成功获... 通过对克劳氏芽孢杆菌(Bacillus clausii) QL-1spoIIE基因敲除,研究了其对菌体芽孢形成、生物量以及淀粉酶酶活的影响。将重叠的spoIIE-Cmr片段电转化至B.clausii QL-1感受态细胞,仅通过一次同源单交换实现对spoIIE基因快速敲除,成功获得spoIIE基因缺失菌株B.clausii QL-1ΔspoIIE。发酵培养B.clausii QL-1ΔspoIIE与出发菌株相比,B.clausii QL-1ΔspoIIE芽孢生成率28 h降低为0.48%,20 h生物量提高了20%,84 h淀粉酶酶活是出发菌株的5.58倍,通过补料发酵B.clausii QL-1ΔspoIIE菌株80 h最大生物量达到7.2 mg·m L^(-1),84 h淀粉酶酶活达到690 U·m L^(-1),较未补料前提高了33.30%。经验证spoIIE基因为B.clausii QL-1芽孢形成关键基因,同时它的缺失有利于淀粉酶酶活的提高,这对后续构建芽孢杆菌类高产淀粉酶工业生产菌株具有重要意义。 展开更多

关键词 克劳氏芽孢杆菌 spoIIE基因 基因敲除 芽孢生成率 生物量 淀粉酶

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基于DMSA自组装单分子层的SPR免疫传感器检测沙丁胺醇

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作者 李文杰 王晨晨 +7 位作者 颜朦朦 李慧冬 丁蕊艳 方丽萍 王兰芝 侯运华 杨亲正 陈子雷 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2020年第22期247-252,共6页

本文通过双巯基丁二酸(DMSA)作为单分子层连接表面等离子体共振(SPR)免疫传感器中芯片上的抗原,并以沙丁胺醇(SAL)为检测模型,构建了DMSA-SPR免疫传感器,将其检测效果与传统的巯基丙酸(MPA)-SPR传感器进行比较。结果表明,室温下,DMSA-SP... 本文通过双巯基丁二酸(DMSA)作为单分子层连接表面等离子体共振(SPR)免疫传感器中芯片上的抗原,并以沙丁胺醇(SAL)为检测模型,构建了DMSA-SPR免疫传感器,将其检测效果与传统的巯基丙酸(MPA)-SPR传感器进行比较。结果表明,室温下,DMSA-SPR免疫传感器的抗原抗体识别效率增强近一倍,其线性范围达到5~150 ng/mL,定量限(LOQ)达到5 ng/mL。此传感器应用于猪肉中SAL检测的回收率达到94.9%~108.0%,并与超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)检测结果具有很好的相关性。因此,该方法为提高SPR免疫传感器的灵敏度提供了新思路、新方法,并可广泛应用于其他小分子的检测。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 硫醇 自组装单分子层 沙丁胺醇

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球孢白僵菌形态转换的内在机制分析

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作者 张静 张童生 +1 位作者 李敬龙 邱磊 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2022年第2期1-5,共5页

球孢白僵菌(Beauveria bassiana)是一种用来研究昆虫病原真菌和宿主相互作用机制的模式真菌,在侵染宿主的过程中主要会经历分生孢子、芽生孢子和菌丝形态的转换。三种形态之间的转换有利于球孢白僵菌适应外界和宿主内部的环境。采用RNA-... 球孢白僵菌(Beauveria bassiana)是一种用来研究昆虫病原真菌和宿主相互作用机制的模式真菌,在侵染宿主的过程中主要会经历分生孢子、芽生孢子和菌丝形态的转换。三种形态之间的转换有利于球孢白僵菌适应外界和宿主内部的环境。采用RNA-Seq的方法对球孢白僵菌三种形态下的转录数据进行分析,探寻三种形态的内在联系,为以后球孢白僵菌的基因改造打下了基础。 展开更多

关键词 球孢白僵菌 形态转换 转录组 昆虫病原真菌

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复合酶用于废纸浆提高滤水性的初步研究

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作者 孙健 肖静 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2021年第2期28-33,共6页

利用纤维素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶和果胶酶及复配滤水酶对以废旧瓦楞纸为主的二次纤维进行处理,测定在造纸工艺条件下不同酶及酶用量对废纸浆(OCC)的处理效果。重点考察了复合酶对二次纤维滤水性能和单酶对抄造纸张的物理性能、纤维... 利用纤维素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶和果胶酶及复配滤水酶对以废旧瓦楞纸为主的二次纤维进行处理,测定在造纸工艺条件下不同酶及酶用量对废纸浆(OCC)的处理效果。重点考察了复合酶对二次纤维滤水性能和单酶对抄造纸张的物理性能、纤维质量的影响。复合滤水酶在pH 6.0、温度55℃,处理时间40 min时酶用量为300 mL/t浆对废纸浆的处理效果最好。研究结果表明,纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶及复合酶能改善二次纤维的滤水性能。同时,纤维素酶改善滤水性能略优于木聚糖酶。木聚糖酶能增加纤维的卷曲指数和降低扭结指数,使纤维结合能力提升。 展开更多

关键词 滤水性能 二次纤维 强度性能 复合酶

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碳水化合物结合结构域的研究进展 被引量：4

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作者 魏晓凤 范翰 +2 位作者 马俊 汪俊卿 李丕武 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2022年第2期13-19,共7页

碳水化合物结合结构域(Carbohydrate-binding modules,简称CBM)是与碳水化合物结合的非催化蛋白结构域,不具有催化活性但参与碳水化合物降解的多糖结合模块,已在微生物中得到充分研究。它能够特异性结合多糖,有效提高碳水化合物酶的催... 碳水化合物结合结构域(Carbohydrate-binding modules,简称CBM)是与碳水化合物结合的非催化蛋白结构域,不具有催化活性但参与碳水化合物降解的多糖结合模块,已在微生物中得到充分研究。它能够特异性结合多糖,有效提高碳水化合物酶的催化效率,因其独特的结合特性也成为了研究蛋白质-碳水化合物作用机制的模型。CBM融合表达以及底物结合机制的探索对于CBM在碳水化合物活性酶的分子研究具有重要意义,相关技术广泛应用于生物质资源利用领域。对近年来CBM的作用机制、重组融合以及在纤维素改性、生物材料、分子探针等领域的应用进行综述。 展开更多

关键词 碳水化合物结合结构域 CBM融合表达 生物质资源

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球孢白僵菌Ron1缺失突变体的转录组分析 被引量：1

13

作者 宋继政 邱磊 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2022年第1期12-18,共7页

Ndt80家族蛋白Ron1广泛存在于真菌和动物中,现有的研究发现Ndt80蛋白在真菌的各种生命活动中起着十分重要的作用。对Ndt80家族蛋白Ron1缺失突变体进行了转录组分析,并对Ron1在球孢白僵菌对毒力的贡献进行了展望。

关键词 Ndt80蛋白家族 蛋白功能 真菌 生物学

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植物促生细菌阻控小麦吸收镉和砷的效应研究 被引量：3

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作者 许天宇 夏涛 王晓菡 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2023年第2期52-60,共9页

重金属在土壤和作物中的富集,严重影响作物生长,造成粮食减产,同时也会危害人类健康。许多研究发现,植物促生细菌对促进植物的生长和阻隔重(类)金属转移方面发挥重要作用。通过盆栽试验,在不同浓度Cd和As复合污染土壤中,研究Ralstonia e... 重金属在土壤和作物中的富集,严重影响作物生长,造成粮食减产,同时也会危害人类健康。许多研究发现,植物促生细菌对促进植物的生长和阻隔重(类)金属转移方面发挥重要作用。通过盆栽试验,在不同浓度Cd和As复合污染土壤中,研究Ralstonia eutropha Q2-8和Pseudomonas entomophila Q3-11对分蘖期扬麦16生长、Cd和As含量的影响。结果表明,菌株Q2-8和Q3-11的施用能够有效减轻重金属污染对小麦生长的胁迫,阻隔小麦对重金属的吸收。在高浓度Cd (2 mg·kg^(-1))+As (60 mg·kg^(-1))复合污染条件下,与不接菌对照相比,菌株Q2-8和Q3-11施用后能显著提高小麦生物量,(20%~32%),显著降低小麦根部和地上部Cd(21%~35%)和As(25%~38%)含量,并显著提高小麦根际土壤铁锰氧化态Cd(34%~46%)和专性吸附态As(38%~39%)含量,显著降低有效态Cd(20%~22%)和As(22%~27%)含量。此外,在功能菌株Q2-8和Q3-11作用下,土壤中细菌As还原基因arsC和甲基转移酶基因arsM的相对丰度,以及铁锰氧化细菌Leptothrix spp.的相对丰度显著增加。本研究结果表明了在重(类)金属土壤污染中使用原位钝化修复技术安全生产小麦的可能性。 展开更多

关键词 植物促生细菌 镉 砷 小麦 重(类)金属固定

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牛蒡柠檬啤酒的酿造工艺研究 被引量：1

15

作者 苗译文 李泽 李敬爱 《齐鲁工业大学学报》 CAS 2022年第2期29-33,共5页

以牛蒡、柠檬、麦芽汁等为主要发酵原料,酿造具有保健功效的牛蒡柠檬啤酒,探究牛蒡柠檬保健型啤酒的最佳酿造工艺。通过单因素试验及正交试验设计优化酿造工艺,结果表明,在酿酒酵母SC203接种量为0.06%、牛蒡超微粉与柠檬的添加比例为1∶... 以牛蒡、柠檬、麦芽汁等为主要发酵原料,酿造具有保健功效的牛蒡柠檬啤酒,探究牛蒡柠檬保健型啤酒的最佳酿造工艺。通过单因素试验及正交试验设计优化酿造工艺,结果表明,在酿酒酵母SC203接种量为0.06%、牛蒡超微粉与柠檬的添加比例为1∶7(g∶g)、酒花添加量为0.06%条件下酿造的牛蒡柠檬啤酒感官评分最高。 展开更多

关键词 牛蒡 柠檬 酿造工艺

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谷氨酰胺转胺酶对发丝烫、染和梳理损伤修复的研究

16

作者 李子源 肖静 《齐鲁工业大学学报》 2020年第5期31-36,共6页

本文研究了谷氨酰胺转胺酶(TG酶)对损伤发丝的修复。通过制备3种发丝损伤模型,利用TG酶对发丝进行改性修复,获得改性的发丝蛋白纤维,并对其修复效果进行测试,研究表明:使用TG酶对3种损伤发丝修复,其中对烫发损伤效果最佳,修复后碱溶度由... 本文研究了谷氨酰胺转胺酶(TG酶)对损伤发丝的修复。通过制备3种发丝损伤模型,利用TG酶对发丝进行改性修复,获得改性的发丝蛋白纤维,并对其修复效果进行测试,研究表明:使用TG酶对3种损伤发丝修复,其中对烫发损伤效果最佳,修复后碱溶度由16.54%减小到9.92%,断裂应力由0.932 N提高到1.468 N,断裂应变由8.51 mm提高到10.47 mm,吸水膨胀率由18.34%降低到12.34%。过红外光谱(FTIR)分析,TG酶修复后的发丝受损(蛋白暴露)部位修复效果明显,酰胺键增多,交联作用显著。 展开更多

关键词 TG酶 发丝 损伤 交联修复

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感染高毒力球孢白僵菌的大蜡螟幼虫转录组分析

17

作者 张力 李敬龙 《齐鲁工业大学学报》 2021年第1期6-11,共6页

研究利用高通量测序技术对感染球孢白僵菌高毒力菌株与野生型菌株72 h的大蜡螟4龄幼虫进行转录组分析,共检测到12770个共表达的基因。用|FC|≥4,Q≤0.001作为筛选标准,得到了的224个上调基因和227个下调基因。转录组分析结果表明,高毒... 研究利用高通量测序技术对感染球孢白僵菌高毒力菌株与野生型菌株72 h的大蜡螟4龄幼虫进行转录组分析,共检测到12770个共表达的基因。用|FC|≥4,Q≤0.001作为筛选标准,得到了的224个上调基因和227个下调基因。转录组分析结果表明,高毒力菌株侵染3 d后,大蜡螟体内脂肪酸合成,AMPK信号通路,糖原异生等代谢过程以及催化活性,RNA聚合等活性受到了高度抑制。除此之外,大蜡螟幼虫中的蛋白质的消化和吸收进程,肾素血管紧张素系统以及免疫反应被高度激活。本研究通过对侵染高毒力菌株的大蜡螟幼虫转录组进行分析,从转录组层面对宿主和高毒力病原体的相互作用进行了进一步研究。为筛选高毒力病原体提供了潜在靶点。 展开更多

关键词 白僵菌 大蜡螟 转录组分析

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洗涤酶制剂研究的进展

18

作者 张薇 肖静 《齐鲁工业大学学报》 2020年第5期43-48,共6页

随着酶制剂的发展,在洗涤剂中添加酶制剂已经得到了广泛的应用。从单一酶到复合酶的使用和对酶本身性能的改进,研发出具有更好的洗涤性能和稳定性的洗涤剂成为当下的研究热点。综述了洗涤酶的发展过程以及发展趋势,并对洗涤酶以后的研... 随着酶制剂的发展,在洗涤剂中添加酶制剂已经得到了广泛的应用。从单一酶到复合酶的使用和对酶本身性能的改进,研发出具有更好的洗涤性能和稳定性的洗涤剂成为当下的研究热点。综述了洗涤酶的发展过程以及发展趋势,并对洗涤酶以后的研究方向进行介绍。 展开更多

关键词 酶制剂 洗涤剂 应用

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