紫杉醇高产菌株的原生质体诱变选育及其遗传变异初探

以紫杉醇产生菌NCEU_1为出发菌株,分别采用紫外线和紫外线与氯化锂复合诱变方法对其原生质体进行诱变,获得了两株高产紫杉醇的突变株———UV4 0 - 1 9和UL50 - 6 ,其紫杉醇产量从出发菌株的314 0 7μg L分别提高至376 38μg L和392 6 3μg L ;同时,又采用RAPD和同工酶技术对出发菌株NCEU_1与两高产株UV4 0 - 1 9和UL50 - 6 间的遗传差异进行了研究。结果表明,出发菌株与诱变菌株之间以及两诱变菌株之间都存在明显差异,为进一步研究与紫杉醇合成相关基因及诱变株产量提高的分子机制奠定了基础     

紫杉醇产生菌Nodulisporium sylviforme原生质体诱变研究

对酶系组成、pH、酶解温度和酶解时间等影响树状多节孢原生质体制备和再生的因素和原生质体诱变进行了研究。结果表明 ,原生质体制备和再生的最佳条件为 :用pH5.5～ 6.0的0.7mol/LNaCl配制由 3%溶壁酶 + 3%蜗牛酶 + 1 %的溶菌酶 + 3%纤维素酶组成的复合酶系 ( 1ml酶液/2 5 0mg湿菌体 ) ,在 30℃恒温水浴条件下酶解 6h ;然后 ,将获得的原生质体过滤洗涤后 ,在含0.7mol/ LNaCl的PDA再生培养基上 ,采用双层平板培养法再生制备到的原生质体。树状多节孢紫杉醇产生菌原生质体诱变的最佳条件为 :30w紫外灯、距离 30cm、照射 5 0s;UV + 0.6%LiCl复合诱变、照射时间 40s,诱变菌株经初筛和复筛 ,选出了两株高产紫杉醇的原生质体诱变菌株———UV_40-19和UL_50-6,其产量从出发菌株紫杉醇的产量 ( 314.07μg /L)分别提高至 376.38μg/L和392.63μg/L。     

磷脂酶D高产菌株的原生质体紫外诱变选育

为了获得磷脂酶D高产菌株,由链霉菌野生菌株LD0501出发研究原生质体的制备和再生条件,建立原生质体紫外诱变筛选方案。采用酶解法制备原生质体,用紫外线对原生质体诱变,TLC检测突变株产磷脂酶D活力。原生质体的适宜条件:种子培养基中甘氨酸质量浓度5 g/L,菌龄72 h,用3 mg/m L的溶菌酶在30℃下酶解75min。通过原生质体诱变筛选,得到1株高产菌株,磷脂酶D水解活力达4.29 U/m L,提高幅度为180.4%。该方法有效改善了链霉菌野生菌株原生质体的制备效果,紫外诱变筛选显著提高了磷脂酶D的活力,高产突变株具有较好的稳定性。     

河南太行红豆杉产紫杉醇内生真菌的筛选

目的：筛选出高产紫杉醇的内生菌株,为发酵生产紫杉醇提供菌种。方法：从不同来源的红豆杉根、茎、叶中分别分离内生真菌,并对其进行发酵,用HPLC法对菌丝体和发酵液中的紫杉醇含量进行检测,获得高产菌株。结果：获得54株产紫杉醇的内生真菌,其中根、茎、叶分别为29株、16株、9株。根、茎、叶三部位产紫杉醇菌株的平均产量分别为248.57μg/L、149.09μg/L、104.94μg/L;其中一株产量高达622.75μg/L。结论：从野生红豆杉的根部分离内生真菌效果较好,并获得了一株高产菌株。     

高产紫杉醇菌株的诱变选育及其差异表达基因消减cDNA文库的构建

[目的]选育高产紫杉醇菌株,并构建选育到的高产紫杉醇菌株与出发菌株HD1-3差异表达的cDNA消减文库.[方法]分别采用硫酸二乙酯和紫外线与硫酸二乙酯复合诱变处理菌株HD1-3孢子;以选育到的高产紫杉醇菌株为tester,菌株HD1-3为driver,应用抑制性消减杂交技术构建选育到的高产紫杉醇菌株与菌株HD1-3差异表达的cDNA消减文库.[结果]试验确定的Nodulisporium sylviforme紫杉醇产生菌HD1-3孢子复合诱变的适宜条件为:将106cfu/mL孢子悬液经过8%硫酸二乙酯处理15 min后,在电磁搅拌下,用紫外灯(30 w,距离30 cm)照射处理45 s,获得了1株遗传性状稳定、高产紫杉醇的突变株--UD14-11,其紫杉醇产量从出发菌株HD1-3的232.73±4.61μg/L提高至312.81±7.51μg/L;构建的文库滴度为1.2×107cfu/mL,阳性克隆率75.3%,片段大小主要集中在300 bp-1.0kb.[结论]选育到了1株遗传性状稳定、高产紫杉醇突变株;成功地构建了高产紫杉醇菌株UD14-11与菌株HD1-3差异表达的cDNA消减文库,为寻找、分离微生物生物合成紫杉醇相关基因和利用基因工程或代谢工程手段定向设计改造菌株奠定基础.     

解脂耶氏酵母诱变育种及发酵产α-酮戊二酸条件优化

对具有发酵产α-酮戊二酸能力的解脂耶氏酵母(Yarrowia Lipolytica)ZY-4进行了紫外诱变和NTG诱变育种,筛选得到产量提高的突变株,并对突变株的发酵培养基进行了优化,结果表明,紫外诱变和NTG诱变后筛选到的突变株分别比原始出发菌株产量提高了67.8%和110%。优化后发酵培养基成分为甘油8%,氯化铵5.0 g/L,硫胺素1.0μg/L,磷酸二氢钾1.0 g/L,七水硫酸镁0.5 g/L,培养基优化后α-酮戊二酸产量比原始出发菌株提高了232.4%。     

60Co γ射线对不同细胞形态出芽短梗霉的辐射诱变效应

使用⁶⁰Co γ射线辐照诱变的方法处理出芽短梗霉Aureobasidium pullulans AP92菌株的原生质体、茵丝体片段、分生孢子悬液,经初筛、复筛与对突变株的遗传稳定性研究,发现采用原生质体进行诱变,所获突变株的正突变率、单株产多糖的提高幅度、正突变株的产多糖遗传稳定性均明显高于菌丝体与分生孢子。比较出发菌株AP92与经原生质体诱变获得的正突变株A8l的性能,有如下明显改善：产多糖能力从16-35g/L提高到29.69g／L'糖转化率从 32.7％升到61.4％,残糖从13.26g/L降到3.06g/L,而发酵周期则可缩短约24小时。结果证明,对原生质体进行⁶⁰Co γ射线诱变,是优化出芽短梗霉菌种的有效途径。     

枯草芽孢杆菌B-903菌株的诱变选育*

枯草芽孢杆菌B-903菌株是由河南省农业科学院植物保护研究所从郑州果园中分离得到,其代谢产生的抗菌物质对多种植物病原真菌具有较强抑制作用。以此菌株为出发菌株,进行亚硝基胍(NTG)和微波诱变处理,确定了二者诱变处理的最佳处理剂量:NTG最佳处理浓度为200μg/mL,微波诱变为HI微波挡(850W、脉冲频率2450MHz)处理100s,筛选出13个高效突变株。经传代实验,2株高效突变株N₁和W₂抑菌圈直径分别稳定在26mm和24mm以上,比出发菌株提高21·8%     

用Genome shuffling技术选育紫杉醇高产菌株

以树状多节孢（Nodulisporium sylviforme）紫杉醇产生菌为研究对象,探索了紫杉醇产生菌的基因组重排育种的基本规律,重点研究了紫杉醇产生菌的原生质体融合和基因组重排育种的方法．采用薄层层析（TLC）、高效液相色谱（HPLC）和质谱（MS）分析筛选重组子,通过四轮基因组重排成功选育出了3株遗传稳定的高产紫杉醇菌株,其中一株重排菌株F4-26的发酵液中紫杉醇含量达到516-37μg几,比原始出发菌株NCEU-1紫杉醇产量提高了64．41％,比亲本菌株紫杉醇产量提高了31．52％-44．72％．     

紫外诱变原生质体选育赖氨酸高产菌株

以钝齿棒杆菌102S₂-58为出发菌株,在原生质体形成及再生的最佳条件下制备原生质体,并对原生质体进行紫外诱变处理,对大量的再生突变株进行发酵筛选．获得了高产稳定株102－100号,其发酵液经氨基酸自动分析仪测定L－赖氨酸积累量由出发菌株的5O．Omg／ml提高到80．8mg／ml,糖转化率达到63．88％．发酵液中主要副产酸——纈氨酸和蛋氨酸的量明显降低。     

Screening and breeding of high taxol producing fungi by genome shuffling

To apply the fundamental principles of genome shuffling in breeding of taxol-producing fungi, Nodulisporium sylviform was used as starting strain in this work. The procedures of protoplast fusion and genome shuffling were studied. Three hereditarily stable strains with high taxol production were obtained by four cycles of genome shuffling. The qualitative and quantitative analysis of taxol produced was confirmed using thin-layer chromatography (TLC), high performance liquid chromatography (HPLC) and LC-MS. A high taxol producing fungus, Nodulisporium sylviform F4-26, was obtained, which produced 516.37 μg/L taxol. This value is 64.41% higher than that of the starting strain NCEU-1 and 31.52%–44.72% higher than that of the parent strains.     

Screening and breeding of high taxol producing fungi by genome shuffling

To apply the fundamental principles of genome shuffling in breeding of taxol-producing fungi, Nodulisporium sylviform was used as starting strain in this work. The procedures of protoplast fusion and genome shuffling were studied. Three hereditarily stable strains with high taxol production were obtained by four cycles of genome shuffling. The qualitative and quantitative analysis of taxol produced was confirmed using thin-layer chromatography (TLC), high performance liquid chromatography (HPLC) and LC-MS. A high taxol producing fungus, Nodulisporium sylviform F4-26, was obtained, which produced 516.37 μg/L taxol. This value is 64.41% higher than that of the starting strain NCEU-1 and 31.52%―44.72% higher than that of the parent strains.     

一株产紫杉醇罗汉松内生真菌的分离和鉴定

[目的]紫杉醇是重要的抗癌药物,主要从罗汉松等植物中提取,为了保护罗汉松等种质资源,本文从罗汉松植株中分离产紫杉醇内生真菌,并对内生真菌所产紫杉醇的抗肿瘤活性进行了分析.[方法]采用组织块法自罗汉松的根、茎、叶等组织中分离内生真菌;通过四唑蓝(Methyl ThiazolylTetrazolium,MTT)比色法筛选有抗肿瘤活性的内生真菌菌株,通过薄层层析(Thin Layer Chro-matography,TLC)和高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)对内生真菌所产活性物质进行鉴定;采用抽提法抽提内生真菌所产紫杉醇,应用Vero细胞对抽提的紫杉醇的活性进行了分析.[结果]从罗汉松属(Podocrapus)植物中分离到155株内生真菌,其中28株内生真菌具有较高的抑癌活性.将其中一株菌株A2命名为EPTP-1,经形态学和分子分类学分析鉴定为烟曲霉(Aspergillus fumigatus).菌株EPTP-1中抽提的紫杉醇5.553μg/L～555.3 μg/L作用24h表现出明显的致细胞凋亡作用.菌株EPTP-1发酵5天时紫杉醇的产率为0.5578±0.0294 mg/L.[结论]从罗汉松中分离到了一株产紫杉醇内生真菌EPTP-1,可作为紫杉醇类药物工业化生产的候选菌株.     

培养基组成对树状多节孢(Nodulisporium sylviforme)紫杉醇产量的影响

采用正交试验法 ,研究了醋酸钠、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸对紫杉醇产生菌HQD3 3 产生紫杉醇的影响。结果表明 ,它们之间的协同作用对提高紫杉醇产量有显著影响。在改良的S - 7培养基基础上 ,再加入醋酸钠 1 0g/L、苯丙氨酸 5 0mg/L、酪氨酸 1 5mg/L、亮氨酸 6 0mg/L ,可以使紫杉醇产生菌HQD3 3 产生紫杉醇产量提高到 2 0 3 6 5 6 μg/L。     

烟曲霉TMS-26产紫杉醇补料分批发酵条件初步探索

内生真菌发酵法是解决紫杉醇药源短缺问题的有效途径之一。本研究以摇瓶分批发酵为基础,进行摇瓶补料分批发酵研究,探究了苯丙氨酸、甘氨酸、苯甲酸钠乙酸钠混合液、3,5-二硝基水杨酸、H₂O₂、CuSO₄在发酵周期（13d）中,不同添加时间点对TMS-26菌体量及紫杉醇产量的影响,发现在第8天添加苯丙氨酸、甘氨酸、3,5-二硝基水杨酸时,其产量分别达到了(664.80±40.34)µg/L、(628.72±30.44)µg/L、(641.36±19.62)µg/L;在第9天添加CuSO₄时,其产量达到了(697.46±15.76)µg/L;在第10天添加H₂O₂、苯甲酸钠乙酸钠混合液,其产量分别达到了(615.78±36.28)µg/L、(792.54±10.04)µg/L。在摇瓶补料分批发酵研究结果的基础上,进行了5L罐发酵工艺放大研究,探究了前体和诱导子通过进行一次补加和恒速补加的方式对Aspergillus fumigatus TMS-26菌体量及紫杉醇产量的影响,结果表明恒速补加苯丙氨酸乙酸钠混合液,紫杉醇产量达到了746.17µg/L。通过本次研究,优化了TMS-26产紫杉醇摇瓶补料分批发酵和5L罐发酵工艺,为后续实现紫杉醇工业化生产奠定基础。     

一株产紫杉醇内生真菌YN6的分离及鉴定

从云南红豆杉（Taxus yunnanensis）树皮内表皮中分离得到75株内生真菌,采用基于紫杉醇合成关键酶10-去乙酰巴卡亭Ⅲ-10-O-乙酰基转移酶（10-deacetylbaccatin Ⅲ-10-O-acetyl transferase,DBAT）和C-13苯丙氨基侧链CoA乙酰基转移酶（C-13-phenylpropanoid side chain-CoA acyltransferase,BAPT）基因为标志分子的快速筛选方法获得一株可产紫杉醇的内生真菌YN6,并通过高效液相色谱法和质谱法对其紫杉醇进行分析.同时,通过对内生真菌YN6的形态特征分析以及18S rDNA序列分析将其初步鉴定为拟盘多毛孢属（Pestalotiopsis sp.）真菌. 拟盘多毛孢YN6的紫杉醇产量约为120~140 μg/L,是目前已报道的紫杉醇产量较高的野生菌株之一. 拟盘多毛孢YN6的发现为微生物发酵生产紫杉醇提供了潜在的优良种质资源.     

Ethanol fermentation by nystatin-resistant strains of Saccharomyces cerevisiae

Nystatin-resistant mutants of haploid and polyploid strains of Saccharomyces cerevisiae were isolated by plating on gradient plates with increasing nystatin concentrations (60-3000 U/ml). Some of the mutants were defective in ergosterol biosynthesis, and produced zymosterol and cholestatetraenol-like sterols. Those mutants which do not form ergosterol produce less ethanol than the parent strains. They also had lower viability during fermentation of glucose solutions (8-13% vs. 33-47%). This became more pronounced in fermentations of higher concentrations of glucose. A nystatin-resistant but ergosterol-forming mutant had a similar fermentation capacity to the parent strain.