黄酮类物质对红曲菌合成桔霉素影响和调控机制的研究

批准号:
31671837
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
黄志兵
依托单位:
学科分类:
C2003.食品微生物学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李来生、鄢爱平、季艳伟、任文洁、殷博薇、杜梦霞
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中文摘要
红曲是我国传统的大米发酵制品,广泛用于酿酒、食品着色以及药用等。然而,自从发现红曲产品中存在真菌毒素—桔霉素后,桔霉素的问题引起了广泛的关注。前期研究发现往红曲菌液态发酵培养基中添加黄酮类物质,能显著降低红曲菌产桔霉素的能力,但其作用机制尚不明确。本研究拟采用基因组学、蛋白组学和代谢组学方法研究黄酮类物质对红曲菌生物合成桔霉素的影响规律;从DNA、mRNA与蛋白表达水平等方面鉴定出黄酮类物质降低红曲菌产桔霉素的效应基因,并筛选出主要和关键的黄酮效应基因,构建优良的不产桔霉素的红曲菌,达到降低和消除红曲菌发酵产品中的桔霉素之目的。项目的完成将阐明黄酮类物质对红曲菌生物合成桔霉素的影响和调控机理,为进一步了解红曲菌的桔霉素生物合成调控网络和红曲菌的工业应用提供理论指导和实践依据。
英文摘要
Red yeast rice of Chinese traditional fermented food is produced by Monascus sp. on rice. The red yeast rice products are widely applied in the field of wine, food coloring and health drugs. However, mycotoxin citrinin was also found in the Monascus fermentation products, and this discovery caused widespread concern of scholars at home and abroad. In our previous research, we found that the production ability of citrinin by Monascus was significantly reduced by adding flavonoids into the culture medium of fermentation. However, the mechanism of their action is still not clear. In this study, the effects and regulation mechanism of citrinin biosynthesis of Monascus by flavonoids substances will be studied by genomics, proteomics and metabonomics. The gene effects of flavonoids substances for reducing the production ability of citrinin by Monascus will be identified by the expression levels of DNA, mRNA and protein. The main and crucial effect genes will be screened. In order to reduce and eliminate the citrinin in Monascus fermentation products, the no production of citrinin by Monascus will be constructed by gene engineering technique. This program will elucidate the effects and regulation mechanism of citrinin biosynthesis of Monascus by flavonoids substances, and provide theoretical guidance and practical basis for further understanding the regulatory networks of citrinin biosynthesis and industrial application of Monascus.
本项目考察了不同的黄酮类物质(包括芦丁及其衍生物、大豆异黄酮、金雀异黄酮、大豆苷元、芹菜素、木犀草素等)对红曲菌产代谢产物的影响规律;比较了不同黄酮类物质对红曲菌合成桔霉素和其它代谢产物的影响差异。结果发现添加金雀异黄酮后,红曲菌产桔霉素能力降低了约80%。采用代谢组学方法考察了黄酮类物质对红曲菌生物合成桔霉素和其它代谢产物的影响,采用多元变量统计分析将差异代谢产物进行了归类和分析,结果表明,共有21种重要的差异代谢产物参与了最重要的代谢途径。这些代谢产物影响天冬氨酸、谷氨酸途径、三羧酸循环、丙酮酸合成途径和赖氨酸降解途径,从而可能影响红曲菌乙酰辅酶A含量的降低导致桔霉素合成减少,同时也发现筛选出来的差异代谢物可能间接参与脂肪酸合成途径,从而影响桔霉素的含量。对红曲菌的基因组进行了测序,获得了红曲菌全基因组信息,然后进行了基因组学、转录组学和蛋白组学数据分析,获得了添加金雀异黄酮后显著差异基因数有942个,其中上调基因564个,下调基因378个,其中鉴定出了能降低红曲菌产桔霉素能力的相关基因主要包括orf5、pksCT、orf3、orf1、orf6和ctnE,并采用CRISPR/Cas9初步构建了橙色红曲菌基因缺失菌株。项目研究结果为黄酮类物质降低红曲菌产桔霉素的工业应用提供一定的实践依据。
期刊论文列表
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1H NMR-based metabolomic study of the effects of flavonoids on citrinin production by Monascus
基于 1 H NMR 的代谢组学研究黄酮类化合物对红曲菌产生橘霉素的影响
DOI:10.1016/j.foodres.2020.109532
发表时间:2020-11-01
期刊:FOOD RESEARCH INTERNATIONAL
影响因子:8.1
作者:He, Shanshan;Wang, Yanling;Huang, Zhibing
通讯作者:Huang, Zhibing
Metabolomics analysis based on UHPLC-Q-TOF-MS/MS reveals effects of genistein on reducing mycotoxin citrinin production by Monascus aurantiacus Li AS3.4384
基于 UHPLC-Q-TOF-MS/MS 的代谢组学分析揭示金雀异黄素对减少金红曲霉 Li AS3.4384 霉菌毒素桔霉素产生的影响
DOI:10.1016/j.lwt.2020.109613
发表时间:2020-08-01
期刊:LWT-FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
影响因子:6
作者:He, Shanshan;Liu, Xin;Huang, Zhibing
通讯作者:Huang, Zhibing
Effects of rutin and its derivatives on citrinin production by Monascus aurantiacus Li AS3.4384 in liquid fermentation using different types of media
芦丁及其衍生物对不同类型培养基液体发酵中橙红曲霉Li AS3.4384产生桔霉素的影响
DOI:10.1016/j.foodchem.2019.01.109
发表时间:2019-06-30
期刊:FOOD CHEMISTRY
影响因子:8.8
作者:Huang, Zhibing;Zhang, Lijuan;Huang, Ting
通讯作者:Huang, Ting
Addition of genistein to the fermentation process reduces citrinin production by Monascus via changes at the transcription level
在发酵过程中添加染料木素可通过转录水平的变化减少红曲菌产生的柑橘素
DOI:10.1016/j.foodchem.2020.128410
发表时间:2021-05-01
期刊:FOOD CHEMISTRY
影响因子:8.8
作者:Ouyang, Wanbao;Liu, Xin;Li, Xiujiang
通讯作者:Li, Xiujiang
Determination of two potential toxicity metabolites derived from the disruption of the pksCT gene in Monascus aurantiacus Li As3.4384
测定金红曲霉 Li As3.4384 中 pksCT 基因破坏产生的两种潜在毒性代谢物
DOI:10.1002/jsfa.8291
发表时间:2017
期刊:Journal of the Science of Food and Agriculture
影响因子:4.1
作者:Huang Zhibing;Su Baowei;Xu Yang;Li Laisheng;Li Yanping
通讯作者:Li Yanping
L-半胱氨酸修饰的纳米酶催化降解中药中的马兜铃酸I和II及其快速检测方法的研究
- 批准号:--
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:33万元
- 批准年份:2020
- 负责人:黄志兵
- 依托单位:
基于定向固定抗体Fab片段的免疫层析技术同时检测中药中多种真菌毒素的研究
- 批准号:81660660
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:黄志兵
- 依托单位:
基于代谢组学方法研究pksCT和ctnG单、双基因缺失对红曲菌代谢产物的影响
- 批准号:31160308
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:52.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:黄志兵
- 依托单位:
国内基金
海外基金
