响应面法优化多杀菌素发酵培养基的研究

采用响应面分析方法,对刺糖多孢茵（Saccharopolyspora spinosa）H-2产多杀菌素的发酵培养基进行优化研究。运用单因子试验筛选出葡萄糖和棉籽粉为最适碳源和氮源,通过Plack—ett—Burman设计试验,对影响发酵培养基的8个相关因子进行评估并筛选出具有显著效应的4个因子：葡萄糖、棉籽粉、黄豆饼粉及玉米浆。通过最陡爬坡实验逼近以上4个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken响应面分析法,确定发酵产多杀菌素最佳培养基为葡萄糖64．5g,麦芽糖20g,玉米浆2g,大豆油40g,棉籽粉25g,黄豆饼粉2．4g,蛋白胨25g,CaCO35g,定容至1L,pH7．0。培养基优化后多杀菌素产量由278．1mg／L提高到508．7mg／L,比初始多杀茵素产量提高了1．83倍。     

多杀菌素生物合成的研究进展北大核心CSCD

多杀菌素是在刺糖多胞菌发酵液中提取的一种大环内酯类生物杀虫剂,它对靶标昆虫具有独特的快速触杀和摄食毒性,兼具化学农药的速效性和生物农药的安全性,具有低残留、快速降解等优点。本文介绍了多杀菌素的生物合成途径和体外合成方法,对随机诱变、代谢工程定向改造等刺糖多孢菌工业菌株育种方法进行了介绍,对多杀菌素在异源宿主中的合成进行了讨论。     

多杀菌素生产菌种复壮方法及其效应的研究

用分离纯化复壮、淘汰法复壮及虫体复壮三种复壮方法对一株多杀菌素生产能力已经衰退的刺糖多孢菌进行复壮研究。结果显示：淘汰法复壮可显著提高菌株的杀虫毒力及多杀菌素的产量。通过红霉素抗性复壮筛选得到菌株杀虫死亡率达到100％,多杀菌素相对效价达1058．83％;通过NaCl抗性复壮筛选得到一菌株杀虫死亡率达到95％,多杀菌素相对效价达825．80％,因此淘汰法可作为有效的复壮方法。     

多杀菌素生物合成途径及改造策略

多杀菌素是一类由刺糖多孢菌产生的新型大环内酯类化合物,是绿色农用抗生素的杰出代表。本文简要总结了多杀菌素生物合成过程,并对其生物合成调控的关键位点进行了分析,提出用合成生物学手段组装多杀菌素细胞工厂的策略。     

透明颤菌血红蛋白基因在刺糖多孢菌中整合表达促进多杀菌素的生物合成

为解决刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)高密度深层培养过程中的供氧不足问题, 促进多杀菌素的生物合成, 采用重叠PCR 技术将透明颤菌(Vitreoscillastercoraria)血红蛋白基因(vgb)可读框(ORF)置于红霉素抗性基因启动子(P_ermE)之下, 并将其克隆到整合型载体pSET152 上, 构建成vgb 表达载体pSET152EVHB; 通过接合转移方式将其导入刺糖多孢菌SP06081 中, 利用载体上ΦC31 整合性位点通过位点特异性重组将vgb 定点整合到SP06081 菌株染色体上, 获得一株遗传性能稳定的重组菌株S078-1101; 重组工程菌的PCR 与Southern blotting 检测显示vgb 已整合到染色体上, 一氧化碳结合差光谱分析表明在S078-1101 工程菌中表达了有活性的透明颤菌血红蛋白(VHb); 摇瓶发酵结果显示, 在正常溶氧与中度限氧状态下, vgb 的表达均可显著促进多杀菌素的生物合成(P<0.01). 这说明vgb 在刺糖多孢菌中的整合表达改善了菌体对溶氧的吸收性能, 是一种有效的定向遗传改良手段.     

多杀菌素生产菌原生质体的制备条件及其再生菌株生理特性

为了改良多杀菌素生产菌种,提高多杀菌素产量,研究了甘氨酸添加浓度、溶菌酶作用时间、温度和浓度对多杀菌素生产菌刺糖多胞菌Saccharopolyspora spinosaSP06081菌株原生质体制备和再生的影响,并考察了不同再生培养基和渗透压稳定剂对其再生的影响,确定了该菌株原生质体制备和再生的最佳条件。同时,对原生质体再生菌株的形态与多杀菌素产量变化进行了比较研究。结果表明:菌体在添加0.2%的甘氨酸的TSB培养基中培养48h收集,0.1mg/mL溶菌酶,28oC作用20min制备原生质体,将原生质体涂布于以蔗糖为渗透压稳定剂的R2YE培养基中,原生质体再生数目最多,达108个/mL以上;原生质体再生菌株在形态和抗生素产量上产生分化,29.3%的再生菌株形态上保持与亲本菌株一致,具有菌丝松散,断裂分枝多的特点,其中53.2%的再生菌株多杀菌素产量变异向正方向移动,最高产量达到582.0mg/L,比亲本菌株提高85.6%。原生质体再生菌株的形态分化与多杀菌素产量具有重要相关性。     

多杀菌素的生物合成

多杀菌素是一种新颖大环内酯类杀虫剂,具有对害虫高效、对环境安全、对哺乳动物低毒的优异特点。介绍了多杀菌素生物合成的步骤,及参与这些合成步骤的有关酶系统和基因簇。通过对刺糖多孢菌中多杀菌素合成基因的克隆鉴定与分析,已基本了解多杀菌素生物合成的限速步骤及相关控制基因,从而可通过遗传工程的办法改造刺糖多孢菌,提高多杀菌素的产量 。     

斯达氏油脂酵母利用混合糖发酵产油脂

研究了斯达氏油脂酵母Lipomyces starkeyi2#利用葡萄糖-木糖混合糖为碳源生长和油脂积累特性。L.star-keyi2#利用70 g/L葡萄糖和70 g/L木糖作为碳源在30℃下摇瓶发酵96 h,糖利用率均达90%以上,菌体生物量分别为14.1 g/L和13.1 g/L,油脂质量分数分别为55.7%和52.6%。相同条件下该菌株利用混合糖(葡萄糖46 g/L,木糖24 g/L)为碳源时总糖利用率、生物量和油脂质量分数分别为75.1%,15.0 g/L和40.0%。借助于P lackett-Burm an设计法和单因子实验法对培养条件进行了优化,结果表明发酵96 h混合糖利用率可达到97.3%,发酵120 h后混合糖利用率、生物量和菌体油脂质量分数分别达99.5%、19.0 g/L和52.6%。生物量得率和油脂得率分别达到27%和14%。     

新型生物农药-多杀菌素

多杀菌素是由刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)经有氧发酵后的次级代谢产物,是一种新颖的大环内酯类抗生素,兼有生物农药的安全性和化学农药的速效性。本文主要就多杀菌素的研究历史、结构、理化性质、生物合成、作用机制、杀虫活性和非靶标生物毒性及降解途径进行了综述。     

Studies on rejuvenation methods of spinosad-producing strains and their effectiveness

用分离纯化复壮、淘汰法复壮及虫体复壮三种复壮方法对一株多杀菌素生产能力已经衰退的刺糖多孢菌进行复壮研究.结果显示:淘汰法复壮可显著提高菌株的杀虫毒力及多杀菌素的产量.通过红霉素抗性复壮筛选得到菌株杀虫死亡率达到100％,多杀菌素相对效价达1058.83％;通过NaCl抗性复壮筛选得到一菌株杀虫死亡率达到95％,多杀菌素相对效价达825.80％,因此淘汰法可作为有效的复壮方法.     

补料发酵法批量培养磁敏感氧化亚铁硫杆菌

磁敏感氧化亚铁硫杆菌胞内可以生成磁性颗粒,探索其培养条件对趋磁细菌的研究有重要意义。利用补料发酵法,实现了磁敏感氧化亚铁硫杆菌的实验室批量培养。发酵终体积为2L的摇瓶发酵条件下,培养40h后一次补Fe2+(5%),使最高菌体浓度达到2.33×107个/ml,比不补料对照提高了60.69%;同样条件下,补入9K全料则可达到2.47×107个/ml,比不补料对照提高70.34%;原子力显微镜磁扫描结果显示发酵得到的菌体有明显磁性,即胞内含有大量磁性颗粒。     

赖氨酸流加发酵最优控制的研究

在赖氨酸发酵动力学模型和庞特里金明小值原理的基础上,得出流加发酵的最优化底物流加方式。并进一步对流加发酵的全过程进行了分析,得出了在实际控制中较为可行的流加发酵全过程的总控制策略,实际控制表明在小型反应器中赖氨酸产生菌FB42的发酵水平为81．6g／l。、转化率为0．418％、生产强度为1．16g／h·L,和分批发酵相比分别提高了45．4％、9．7％和28．4％。     

刺糖多孢菌生产多杀菌素的研究进展

多杀菌素(spinosad)是由放线菌刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)发酵产生的新型生物杀虫剂。多杀菌素由于具有生物农药的安全性,化学合成农药的速效性,以及对哺乳动物、昆虫天敌和环境安全等特点,已在多个国家获准使用。目前我国多杀菌素的研究尚处于实验室阶段,产量相对较低,尚不具备工业化生产的条件。对多杀菌素的结构、生物合成途径、发酵培养基优化、高产菌株的选育及其衍生物等进行了综述。     

一株高产脯氨酸的嗜醋酸棒杆菌的选育及发酵条件优化

以嗜醋酸棒杆菌为出发菌株,经过片段化全基因组体外诱变、重组和连续的磺胺胍抗性筛选,获得一株L-脯氨酸的高产菌株。摇瓶发酵优化结果表明,葡萄糖、生物素和硫胺素的最适用量分别为16%、300μg/L、400μg/L,最适pH为6.8~7.0,装液量为25ml/500ml摇瓶,发酵培养72h后L-脯氨酸产率高达到75.6g/L,与对照相比提高了5%。考察了50L发酵罐中细胞生长对L-脯氨酸产量的影响,补料分批发酵结果表明(比生长速率分别为0.06/h、0.08/h和0.1/h),比生长速率在0.08/h左右时L-脯氨酸的产率最高,L-脯氨酸的比生产速率Q_P达到0.091 g/(g.h),产率高达82.1 g/L,比优化前提高了14%。     

重组巴斯德毕赤酵母高密度发酵表达植酸酶

对巴斯德毕赤酵母的高密度发酵条件进行了试验,并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料方式的研究。在摇瓶发酵时,最佳种龄为16h,接种量为3％,甲醇的诱导浓度为15g／L,生长阶段最适pH为5．0,诱导阶段最适pH为5．5。在间歇补料、恒速补料、变速补料三种补料方式中以变速流加最优。     

溶氧对L-苏氨酸发酵的影响

探索溶氧对L-苏氨酸发酵过程的影响及其控制方法。通过摇瓶装液量试验、不同溶氧控制方式考察发酵过程中溶氧对L-苏氨酸合成的影响。采用补料分批发酵工艺发酵L-苏氨酸,利用氨基酸分析仪测定发酵液中L-苏氨酸的产量,通过10L罐补料分批发酵36h,产酸可达118.9g/L,糖酸转化率为47.6%。可以得出溶氧对L-苏氨酸生物合成有重要影响,并建立了最佳溶氧控制条件。     

吸水链霉菌发酵生产谷氨酰胺转胺酶的补料研究

在吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)分批发酵研究的基础上,通过在菌体生长阶段指数流加葡萄糖,进行高细胞密度培养,获得了较高的菌体量;待菌体生长进入产酶期后,通过补加氮源,为产酶提供充足的氮源,其中通过流加蛋白质氮源,可以减少蛋白酶对成熟MTG的分解,促进产酶。结果表明,8~16 h采用较高的的比生长速率(0.15 h-1),后期降低比生长速率(0.10 h-1),此时得到的菌体量较高,可达到36 g/L,比分批发酵下的菌体量提高了80%。同时在培养基中添加50g/L的豆饼粉,最终酶活可达到5.79U/ml,提高了83%。     

甘蔗糖蜜酒精废液混菌发酵菌体蛋白的研究

本文报导利用甘蔗糖蜜酒精废液混菌发酵高质量菌体蛋白的研究,通过热带假丝酵母Ｃａｎｄｉｄａ ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ种合融合株Ｃｔ－３配伍其他菌株,混菌发酵时间缩短２￣４ｈ,生物量可达２０ｇ／Ｌ,粗蛋白质含量５０￣５３％,灰份≤１０％,水分为５￣８％,与Ｃｔ－３单菌发酵相比,蛋白质提高４￣６％。     

神经网络预报在发酵过程异常诊断中的应用

在发酵过程中 ,罐批异常 (如染菌 )会导致产率和产品质量的下降 ,如果能及时给出预警 ,就能采取相应措施避免或减少经济损失。利用三层BP网络 ,以头孢菌素C发酵为例 ,对罐批进行了超前 3步预报 ,比较了正常罐批和异常罐批的预报误差 ,给出了异常罐批的三个特征 ,并利用这些特征和其它辅助信息 ,成功地对异常罐批进行了故障早诊断。