阿维菌素生产菌的常压室温等离子体诱变育种及培养基优化

【目的】通过诱变筛选技术选育阿维菌素高产突变株,对其发酵培养基进行响应面优化,提高阿维菌素产量。【方法】采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术,结合链霉抗性和卡那霉素抗性筛选法及96深孔板高通量筛选法,筛选阿维菌素高产株。在单因素实验的基础上,应用响应面分析法对其发酵培养基进行优化,最后确定最佳培养基配方。【结果】获得一株遗传性状稳定的阿维菌素高产株K-1A6,其阿维菌素产量达到4.22 g/L,比出发菌株9-39提高了23.4%,在最佳培养基中阿维菌素产量达到5.36 g/L,较优化前提高了27.01%。【结论】通过对阿维链霉菌9-39菌株进行ARTP诱变筛选及发酵培养基优化研究能显著提高阿维菌素的产量。     

ARTP诱变猴头菌株的发酵菌丝体多糖理化性质及体外免疫活性

为探讨常压室温等离子体诱变的3株高产多糖猴头菌和出发菌株的多糖组分差异,通过液体发酵获得的菌丝体经水提、分级醇沉获得8个胞内多糖组分,对它们的理化性质、结构特征及体外免疫活性进行了研究。结果表明,3株ARTP诱变菌株414、321、236菌丝体多糖含量较出发菌株有较明显提升;ARTP诱变的猴头菌20%醇沉多糖组分较出发菌株分子量大,所占比例增加;诱变菌株60%醇沉多糖组分的分子量略大于出发菌株,所占比例相近。20%醇沉多糖主要由半乳糖、葡萄糖、甘露糖构成,诱变菌株该多糖组分中葡萄糖和甘露糖的比例较出发菌株均有明显提升,60%醇沉多糖组分单糖组成无明显差异;8个多糖组分均具有体外刺激巨噬细胞释放NO的活性,其中20%醇沉多糖的活性优于60%醇沉多糖,诱变菌株的生物活性优于出发菌株。本研究探讨了ARTP诱变对猴头菌胞内多糖结构及活性的影响,为猴头菌相关产品的开发提供了优质资源。     

常压室温等离子体-紫外复合诱变选育β-法尼烯高产菌株

【背景】大肠杆菌(Escherichia coli)由于生长性能优良、遗传背景清楚、遗传操作手段成熟,是合成β-法尼烯的合适生产菌,但其合成β-法尼烯的产量目前仍不能满足工业化生产的需求。【目的】通过诱变筛选技术选育β-法尼烯高产突变株。【方法】采用常压室温等离子体(atmosphericand room temperature plasma,ARTP)诱变技术和紫外线照射对出发菌株大肠杆菌EC-16进行复合诱变,并以异戊烯焦磷酸耐受性为选择压力进行平板初筛,之后进行摇瓶复筛,最后进行发酵罐验证。通过连续多代培养筛选到的高产突变菌株,观察其遗传稳定性。【结果】经复合诱变选育筛选出一株β-法尼烯高产突变株E.coliHVK-9,其产量高达22.1g/L,相比出发菌株提高了168.74%。【结论】采用ARTP-紫外复合诱变,再结合异戊烯焦磷酸抗性筛选的集成方法,使得诱变菌株的正突变率大大提高,可以有效地提高诱变菌株的β-法尼烯产量。突变株HVK-9作为工业化发酵生产菌种具有较好的遗传稳定性,为β-法尼烯的工业化生产和应用奠定了良好的基础。     

紫外线和硫酸二乙酯复合诱变选育PHB高产菌株

【目的】获得高产聚β-羟基丁酸酯(Poly-β-hydroxybutyricacid,PHB)菌株。【方法】以假单胞菌属Pseudomonas koreensis PK3菌株为出发菌株,采用硫酸二乙酯和紫外线相结合的诱变方法进行多轮诱变。【结果】经过初筛和复筛得到一株高产PHB突变菌株,命名为Pseudomonas koreensis UVCN-18。连续传代9次后,发酵28 h条件下,PHB产量达到15.94 g/L,占细胞干重69.54%,较原出发菌株Pseudomonas koreensis PK3(4.42 g/L)提高了2.61倍,并且该菌株具有良好的遗传稳定性。【结论】采用硫酸二乙酯和紫外线相结合的诱变方法,成功获得了一株高产PHB突变菌株。     

阿魏菇多糖高产菌的离子束和激光复合诱变育种

目的:诱变筛选阿魏菇多糖高产菌,探索食用菌的离子束和激光复合诱变育种方法。方法:尝试用阿魏菇菌丝单细胞为靶材,以离子束注入和激光辐照为复合诱变手段,采用营养缺陷型筛选办法定性初筛,摇瓶发酵定量复筛。结果:通过离子束注入诱变,获得了2株菌丝体多糖产量分别达到551.80mg/L和659.46mg/L、较1号出发菌株提高了46.5%和75.2%的多糖高产菌PFPH-1和PFPH-2;在此基础上,以激光辐照为复合诱变手段,获得了1株菌丝体多糖产量达到762.50 mg/L、较出发菌株PFPH-2提高了15.63%的多糖高产菌PFPH-3。结论:离子束和激光复合诱变育种方法在改良阿魏菇多糖高产性状方面诱变功效显著。     

高产DHA破囊壶菌Aurantiochytrium sp. PKU#SW7诱变株的筛选

【目的】对野生菌株Aurantiochytrium sp.PKU#SW7诱变育种,筛选高产DHA突变株。【方法】采用UV诱变和化学药物胁迫筛选方式,以菌株的生物量、油脂产量、DHA产量作为筛选指标,获得高产DHA突变株。【结果】经鉴定获得一株DHA高产突变株PKU#PM003,该菌株传代4次后仍保持较好的遗传稳定性。摇瓶发酵后,PKU#PM003生物量产量高达6.62 g/L,比原始菌株5.95 g/L提高了11.26%,脂肪酸含量高达4.01 g/L,比原始菌株3.18 g/L提高了26.1%,DHA在脂肪酸中所占比例由29.97%增加到33.43%,产量提高了41.01%,油脂突变效果显著。【结论】突变株PKU#PM003可作为性状优良的工业化发酵生产菌种,并在DHA产量提升上仍具有巨大的空间。     

利用特比萘芬抗性筛选赤霉素高产菌株及相关发酵特性的研究

【目的】诱变、筛选赤霉素高产菌株,并明确该菌遗传稳定性及部分发酵特性。【方法】利用亚硝基胍、60Co-γ射线以及复合诱变的方法,结合抑真菌剂-特比萘芬抗性筛选,定向选育赤霉素高产突变株;通过琼脂斜面传代实验确定遗传稳定性;发酵罐培养了解其部分发酵性状。【结果】藤仓赤霉菌单细胞悬液先后经过终浓度为300 mg/L亚硝基胍30 min和60Co-γ射线300戈瑞下复合诱变,得到抗120μg/L特比萘芬的赤霉菌突变株。摇瓶复筛,确定赤霉素突变菌株的赤霉素合成能力,其中ZNL13-3菌产赤霉素效价为2 215±35 mg/L,较之诱变前发酵效价平均提高了11.87%。ZNL13-3菌株经连续15次试管斜面传代考察,菌株赤霉素合成的稳定性较好,能维持原发菌株93.2%,具有良好的遗传稳定性和生产应用前景。5 L发酵罐培养,比较菌丝浓度和产物浓度随发酵时间变化趋势,ZNL13-3菌比生产速率优于原发菌株。【结论】赤霉菌抗特比萘芬的变异特性与赤霉素高产之间存在某种对应关系,为进一步定向优化筛选优良菌株提供参考。     

常压室温等离子体(ARTP)诱变及高通量筛选那西肽高产菌株

采用新型常压室温等离子体(ARTP)诱变活跃链霉菌(Streptomyces actuosu),并应用抑菌圈和48孔板培养方法高通量筛选高产那西肽菌株。研究表明抑菌圈径的大小与48孔板效价之间以及48孔板效价与摇瓶效价之间均有较好的相关性,系数R分别达到0.534和0.896。通过多轮ARTP诱变及高通量筛选最终获得了3株相对效价提高50%以上的遗传性能稳定的突变株。ARTP诱变技术作为获得那西肽高产菌株的有效途径,与传统摇瓶发酵筛选相比,48孔板及抑菌圈法能显著提高那西肽高产菌株的筛选效率。     

莱氏野村菌紫外线诱变抗敌敌畏菌株的生理特性

【背景】夜蛾科害虫易对化学杀虫剂产生高抗性,但一些化学农药可以对部分虫生真菌的毒力作用效果起增幅作用,目前缺乏对莱氏野村菌(Nomuraea rileyi)的该方面研究。【目的】探究对常用有机磷杀虫剂敌敌畏具有较强耐药性的紫外线诱变莱氏野村菌突变菌株的生理特性,包括菌丝生长、产孢情况和产几丁质酶活性。【方法】在紫外线诱变莱氏野村菌结合药剂驯化筛选出的突变株Nr-UVY1和Nr-UVY6基础上,以添加不同含量敌敌畏的平板培养基对突变株进行菌丝生长抑制率、继代产孢量、几丁质酶活性测定。【结果】在含1291mg/L敌敌畏的培养基上,敌敌畏对出发菌株菌丝生长抑制率达到100%,突变株Nr-UVY1(42.38%)和Nr-UVY6(37.01%)均远低于出发菌株。处理浓度大于1291 mg/L时,2株突变株的菌丝生长抑制率曲线平稳上升且远低于出发菌株,说明突变株对敌敌畏的抗药性显著且稳定。在各浓度敌敌畏含量的培养基上,突变株Nr-UVY6得到的菌丝抑制率均小于Nr-UVY1,说明突变株Nr-UVY6对敌敌畏的抗药性更强。在同样的培养条件下,2株突变株的开始产孢时间略迟于出发菌株。突变株各代的产孢量均明显高于出发菌株,尤其是突变株Nr-UVY6各代的产孢量始终高于出发菌株2倍以上且更稳定。透明圈法测定几丁质酶活性,突变株Nr-UVY6高于Nr-UVY1和出发菌株。【结论】筛选出的经过紫外线诱变的突变菌株对敌敌畏的抗性远高于出发菌株,在生长和繁殖方面表现出更优秀的性状,并且由于其几丁质酶的活性高,可进一步探究其致病性。     

利用原生质体紫外诱变技术选育耐高温香菇菌株

【目的】运用原生质体紫外诱变技术选育香菇耐高温新菌株。【方法】以香菇菌株18为出发菌株,紫外诱变处理其原生质体,通过47°C热激3 h后菌丝恢复生长的情况来筛选获得耐高温诱变株,测定18及其所有诱变株在木屑培养基中的恒温长速、高温长速以及恢复长速,并进行高温出菇试验。【结果】筛选得到57株耐高温诱变株,其中诱变株N6、N44和N24的综合性状较好。恒温长速、高温长速以及恢复长速与出菇性状具有相关性,恢复长速与出菇产量、单菇性状、耐高温能力呈正相关,可初步作为预测耐高温菌株综合性状的指标。【结论】利用原生质体紫外诱变技术,可初步选育出耐高温香菇新菌株。     

雷帕霉素菌株的常压室温等离子体(ARTP)诱变选育

雷帕霉素由放线菌次级代谢产生,具有抗真菌、抗肿瘤以及免疫抑制等生理活性,是临床重要的器官移植、抗肿瘤原料药物。为了获得具有高发酵潜力的工业用菌株,对雷帕霉素菌株的摇瓶发酵工艺进行了优化。采用常压室温等离子体(ARTP)的方法对高产雷帕霉素菌株的单孢子悬液进行诱变处理,通过高压液相的方法对诱变菌株的发酵代谢产物进行检测,成功地从诱变菌株中筛选获得了发酵产量提高30%以上的诱变菌株,建立了ARTP诱变选育高产雷帕霉素菌株的方法,为后期进行该菌株的选育研究工作以及中试发酵工艺优化提供了方法和物质的基础。     

Identification and iterative combinatorial mutagenesis of a new naringinase-producing strain,Aspergillus tubingensis MN589840

Naringinase was mainly obtained by microbial fermentation, and mutagenesis was a major way for obtaining excellent mutants. The aim of this study was to screen out a high naringinase yielding mutant to enhance the potential application value of its industrialization and compare the effects of different mutagenic methods on the enzyme activity of the strain. A novel producing naringinase strain, Aspergillus tubingensis MN589840, was isolated from mildewed pomelo peel, later subjected to mutagenesis including UV, ARTP and UV-ARTP. After five rounds iterative mutagenesis, the mutants U1, A6 and UA13 were screened out with 1448·49, 1848·71, 2475·16 U mg⁻¹ enzyme activity, the naringinase productivity raised by 79·08, 123·56 and 206%, respectively. In addition, the naringinase activity of three mutants rose after each round of iterative mutagenesis. These results indicated that the mutagenesis efficiency of UV-ARTP was higher than that of single ARTP, and both are better than UV. In summary, the iterative UV-ARTP mutagenesis is an effective strategy for screening high naringinase-producing strains.     

灰树花多糖对果蝇繁殖力及抗氧化作用的影响

实验采用超声辅助水提法提取灰树花多糖,以黑腹果蝇为实验对象,探究含0.2%,0.8%和1.6%浓度的灰树花多糖的培养基对果蝇繁殖力、体内脂褐素(LF)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。与对照组相比,各浓度组的灰树花多糖均能明显增强果蝇繁殖力,且对果蝇后代的雌雄比例产生一定影响;同时使果蝇体内LF含量明显下降,CAT活性显著升高。各浓度组间差异显著,尤以1.6%效果最佳。结果表明,灰树花多糖具有促进果蝇繁殖力和抗氧化的良好功效。     

一株分离自绿化废弃物堆肥枯草芽孢杆菌的常压室温等离子诱变及其发酵条件

【背景】为了提高堆肥降解有机废弃物的效率,高效堆肥菌剂成为了研究热点,其中以真菌应用的研究为多,但真菌也有对氧气和底物敏感等缺点,细菌对堆肥的作用开始被研究。本实验室以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为底物,从绿化废弃物堆肥中筛选得到枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis,B.subtilis) BL03,它具有较好的纤维素分解能力,能提高绿化废弃物堆肥中纤维素降解和腐殖质合成的速度。【目的】进一步提高B.subtilisBL03的纤维素酶生产能力。【方法】利用常压室温等离子(Atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变BL03菌,通过CMC-刚果红固体培养基观察水解透明圈,以及液体发酵后检测酶活力的方法进行3轮筛选;通过连续多代培养观察突变株的遗传稳定性;通过梯度温度、p H培养研究突变株发酵的最适生长温度、培养基初始pH;利用正交设计方法研究适合突变株发酵培养的工业级原料配方。【结果】筛选到2株正突变株,酶活力分别提高了69%和72%;连续10代培养稳定,验证了突变株的遗传稳定性;其中酶活力最高的突变株BLA3890最适培养温度为37°C、培养基初始pH为5.0-6.5,研究得到较经济的发酵培养基配方。【结论】ARTP诱变B. subtilis BL03后得到的突变株BLA1973和BLA3890在绿化废弃物堆肥或其他纤维素降解行业具有进一步研究和应用的价值。     

灰树花孔菌固体发酵基质抗氧化活性成分研究

选用燕麦、大豆、玉米、麸皮、大米、荞麦6种培养基质对灰树花孔菌进行固体发酵及抗氧化活性研究。结果表明：灰树花孔菌最佳抗氧化发酵基质为燕麦大豆培养基（燕麦16.25%,大豆83.75%）,最佳发酵时间为8d。灰树花孔菌燕麦大豆发酵基质抗氧化活性成分种类丰富,含量高。其中总黄酮物质40.86μg/g,总三萜5.94mg/g,多酚8.51mg/g,还原糖13.10mg/g,花色苷70.23μg/g,维生素C 24.57mg/g,维生素E 0.33mg/g,谷光甘肽（GSH）0.84g/g,SOD酶活性299.74U/g。     

基于ARTP诱变和高通量筛选的绿针假单胞菌GP72育种方法

【目的】绿针假单胞菌GP72是一种植物根围促生细菌,其分泌的次级代谢产物2-羟基-吩嗪(2-OH-PHZ)具有广谱抗真菌活性,但其产量较低,不能满足农业生产的应用需求,因此需对GP72进行改造,从而提高产量。【方法】从GP72的野生株出发,首次将2-OH-PHZ合成途径的限制性因子Phz O用绿色荧光蛋白(GFP)替换,以一种新型的常压室温等离子体技术(Atmospheric and room temperature plasma,ARTP)进行诱变,通过酶标仪测定96孔板中突变株的荧光强度进行高通量筛选;最后将荧光强度高的菌株中绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)替换为Phz O以获得2-OH-PHZ高产突变株。【结果】经过五轮诱变后,获得一株荧光强度增加1.62倍的突变株,用phz O基因回替后,该突变株在KB培养基中摇瓶培养时2-OH-PHZ的产量为野生型的4.62倍。【结论】基于安全、高效ARTP诱变技术,并以GFP替换限制性因子作为标记进行高通量筛选,可以快速获得高产2-OH-PHZ的GP72突变株,克服了传统诱变育种方法筛选难度大、费时费力的不足,为其它微生物的育种提供了参考。     

灰树花总DNA的制备及基因组文库的构建A

灰树花是一种珍贵的药用真菌,因为多糖含量较高,较难获得高质量的总DNA,本文提出了一种制备高质量灰树花总DNA及构建灰树花基因组文库的方法。该方法制备的灰树花总DNA,经Sau3AI酶切后,用于构建基因组文库,可得到2×105个转化子/50mg,平均插入片段为14kb。本研究为下一步克隆灰树花中的基因以及进行其他分子生物学研究奠定了基础。Abstract： Grifola frondosa, is a valuable medicinal fungus. High quality total genomic DNA is difficult to prepare due to its high polysaccharide content. A method for the preparation of Grifola frondosa total genomic DNA and construction of Grifola frondosa, genomic library is described. Genomic DNA prepared by this method is digested by Sau3A I restriction enzyme. Constructed genomic library give a titer of 2×105 transformants/50mg , with a average insert size of 14kb. This has paved way for the cloning of other Grifola frondosa genes and molecular biology studies.