《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》:Leveraging agricultural waste manipulation using a novel resveratrol-producing endophytic fungus, Cladosporium sphaerospermum AH26: optimization and enzymatic investigation
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白藜芦醇(RES)应用于多种制药和工业领域。日益增长的全球需求迫切需要新的可持续RES供应方案。内生真菌是RES生产的有前景来源;然而,其常规培养方式阻碍了经济可行性。本研究旨在利用农业废弃物作为低成本碳源,借助来源于葡萄的内生真菌Cladosporium s
白藜芦醇(RES)应用于多种制药和工业领域。日益增长的全球需求迫切需要新的可持续RES供应方案。内生真菌是RES生产的有前景来源;然而,其常规培养方式阻碍了经济可行性。本研究旨在利用农业废弃物作为低成本碳源,借助来源于葡萄的内生真菌Cladosporium sphaerospermum AH26提高RES生产率及相关水解酶活性。研究人员从葡萄(Vitis vinifera L. Starlight品种)茎组织中分离出C. sphaerospermum,并通过内转录间隔区(ITS)测序进行鉴定。在马铃薯葡萄糖肉汤(PDB)培养基以及香蕉皮、小麦秸秆和甘蔗渣等不同农业废弃物上评估了AH26的产RES能力。分别采用薄层色谱(TLC)和高效液相色谱(HPLC)对RES进行定性和定量分析。水解酶活性先在琼脂平板上筛选,随后采用基于二硝基水杨酸(DNS)的测定法进行定量。利用响应面法(RSM)结合Box–Behnken设计,优化农业废弃物上的培养条件以最大化RES生产率。C. sphaerospermum在PDB、香蕉皮、小麦秸秆和甘蔗渣上培养时表现出显著的产RES效果,总浓度分别为42.30 μg/mL、41.78 μg/mL、39.59 μg/mL和40.33 μg/mL。RSM优化农业废弃物培养条件后,香蕉皮、小麦秸秆和甘蔗渣上的RES浓度分别提高2.7倍、3.4倍和4.7倍。方差分析显示,温度与其他培养参数(包括培养时间、pH和底物浓度)之间的相互作用显著影响RES产量。水解酶分析表明,酶活性与C. sphaerospermum的RES生产率呈正相关。研究结果确定C. sphaerospermum AH26菌株是一种有前景的新型高效产RES菌株,并证明基于农业废弃物的培养策略是经济可行且可持续的真菌内生菌低成本生产RES方案。
白藜芦醇(resveratrol, RES)是一种芪类植物抗毒素,广泛应用于制药和工业领域。传统植物提取受季节性和低产限制,而微生物细胞工厂,特别是内生真菌(endophytic fungi),被视为可持续替代来源。然而,常规合成培养基成本较高,限制了经济可行性。农业废弃物如香蕉皮、小麦秸秆和甘蔗渣,来源丰富、价格低廉且可再生,可作为微生物发酵碳源,但其利用依赖真菌分泌水解酶(hydrolases)将纤维素、半纤维素、果胶和淀粉等复杂多糖降解为可发酵糖。培养条件(温度、pH、接种量、培养时间、底物浓度)显著影响真菌发酵效率,且因子间存在交互作用,因此需要采用响应面法(response surface methodology, RSM)等统计优化手段。为此,研究人员从葡萄(Vitis vinifera L. Starlight品种)茎组织中分离获得一株内生真菌Cladosporium sphaerospermum AH26,系统评估其在农业废弃物上生产RES及水解酶的能力,并通过RSM优化培养条件。该研究首次将农业废弃物作为低成本底物用于真菌内生菌生产RES,为可持续、经济型RES供应提供了新途径。
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