转Bt基因玉米秸秆对微生物及发酵效果影响的研究

论文摘要

随着转Bt基因作物在生产上的大面积应用,大量的Bt蛋白通过基因表达在植物体内产生积累并随之进入作物加工过程。随之而来的问题是Bt毒素是否对利用其作为发酵底物的微生物产生不利的影响。微生物的发酵活动影响着发酵产物、发酵能力和发酵产物再利用等多个方向,目前转基因植物携带Bt毒素参与微生物发酵的安全性与效应已受到广泛关注。本试验利用乳酸菌复合系SFC-2和纤维素分解复合菌系MC1分别对转Bt基因及非转基因玉米秸秆进行接种,通过对发酵过程的pH值变化,纤维素降解率,分解产物定性定量分析,Bt毒蛋白含量全程检测。并采用DGGE（变性梯度凝胶电泳）方法在分子水平上对发酵过程中的微生物遗传物质进行检测。通过对转Bt基因与非转基因材料发酵的检测结果进行比较,分析二者之间是否有显著差异及其可能产生的效应等方面进行综合评述,以期为转Bt基因玉米的合理利用和安全性评价提供理论依据。（1）乳酸菌复合系SFC-2对转基因与非转基因玉米秸秆进行接种并发酵后,4种玉米秸秆pH值达到发酵饲料的要求,气味有甜酸香味,质地较松散,色泽鲜亮;发酵体系中pH值变化没有显著差异;可溶性糖含量变化无显著差异;气质联机分析表明,转Bt基因和非转基因玉米秸秆发酵过程中发酵产物种类无差异,乙醇、乙酸、乳酸及甘油产生量无差异;转Bt基因玉米秸秆在发酵过程中秸秆中的毒蛋白含量呈现不断下降的趋势。（2）纤维素分解菌系MC1对秸秆的降解试验结果表明,在发酵的不同阶段,转Bt基因和非转基因玉米秸秆的pH值、秸秆干重、纤维素含量含量之间无显著差异;转Bt基因玉米秸秆与非转基因玉米秸秆发酵中产生的发酵产物相同,发酵产物有甲醇、乙醇、乙酸、异丁酸、丁酸和异戊酸,且含量无差异;转Bt基因玉米秸秆中的毒蛋白含量在发酵过程中不断下降,表明复合菌系MC1能够降解转Bt基因玉米秸秆中的毒蛋白,MC1菌系能将Bt毒素于发酵液中彻底降解。（3）由DGGE检测结果图中可以看出,不同发酵材料的SFC-2和MC1菌系的分子生态检测结果相同,也就是说利用转Bt基因玉米秸秆作为发酵材料相对于非转基因玉米秸秆对微生物没有影响。以上试验结果表明转基因玉米秸秆材料可作为一种发酵材料,应用于发酵生产过程中对与其发生作用的微生物是安全的,能够被微生物正常利用,并且没有对微生物产生不良影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 转基因玉米研究进展
• 1.2.2 农作物秸秆国内外利用现状
• 1.2.3 发酵饲料添加剂的研究应用现状
• 1.2.4 分子生态学技术在微生物发酵研究中的应用
• 1.3 研究技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 乳酸菌复合菌系SFC-2 发酵玉米秸秆的试验材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 纤维素分解菌系MC1 发酵玉米秸秆的试验材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 转基因与非转基因玉米秸秆对乳酸菌复合菌系SFC-2 的影响
• 3.1.1 SFC-2 发酵玉米秸秆30d 后的感官品质评定
• 3.1.2 SFC-2 发酵玉米秸秆过程中的pH 值变化
• 3.1.3 SFC-2 发酵玉米秸秆过程中可溶性糖含量变化
• 3.1.4 SFC-2 发酵玉米秸秆样品中Bt 毒蛋白含量测定
• 3.1.5 SFC-2 发酵玉米秸秆过程中挥发性发酵产物的定性定量分析
• 3.1.6 SFC-2 菌系发酵玉米秸杆过程中的微生物PCR-DGGE 图谱
• 3.2 转基因与非转基因玉米秸秆发酵对纤维素分解菌系MC1 的影响
• 3.2.1 MC1 发酵玉米秸秆过程中pH 的变化
• 3.2.2 MC1 发酵玉米秸秆过程中干重变化
• 3.2.3 MC1 发酵玉米秸秆后纤维素含量
• 3.2.4 MC1 发酵玉米秸秆样品中的Bt 毒蛋白含量
• 3.2.5 MC1 发酵玉米秸秆过程中挥发性发酵产物的定性及定量分析
• 3.2.6 MC1 菌系发酵玉米秸杆过程中的微生物PCR-DGGE 图谱
• 4 讨论
• 4.1 转Bt 基因玉米秸秆的发酵生产安全性
• 4.2 Bt 毒蛋白在发酵体系中的分布及含量变化
• 4.3 转Bt 基因玉米秸秆发酵对微生物生态的影响
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文