酸奶生产菌株的诱变选育

通过诱变选育高产酸力菌株;首先采用紫外线和亚硝基胍对乳酸菌进行单因素诱变,确定紫外线照射剂量为150s,并得到一株产酸力为57.85°T的菌株,比原菌株产酸力提高了3.05%;NTG的诱变剂量是0.3mg/mL,处理时间为60min,得到产酸力为58.02°T的菌株,较出发菌株提高了6.52%。接着以紫外线和NTG对高产酸菌株进行了2轮复合诱变,最终得到产酸力达83.66°T的诱变株,较出发菌株产酸力提高了30.64%。     

内蒙古原始森林桦树皮内生和表生乳酸菌分离鉴定及其特性

【背景】随着乳酸菌产业的快速发展,不同环境乳酸菌群落结构的分析和菌种资源的开发利用已经成为该领域的研究热点。从不同环境、不同来源分离、保藏乳酸菌对于优良菌种的筛选和开发利用具有重要意义。【目的】阐明内蒙古原始森林桦树皮中乳酸菌的组成,并获得丰富的野生型乳酸菌资源,为优良菌株的筛选和工业化应用提供核心菌株,从原始森林桦树皮中分离、鉴定和筛选优良乳酸菌菌种,并研究其特性。【方法】通过传统纯培养方法对20份桦树皮中的内生和表生乳酸菌进行分离纯化,运用16SrRNA基因序列分析以及系统发育关系研究进行种属鉴定,并对样品中的优势菌株进行筛选,得到2株具有优良特性的菌株。【结果】16S rRNA基因序列分析结果表明,分离到的112株乳酸菌鉴定为3个属7个种,其中树皮表生分离株共53株,内生分离株为59株,包括Enterococcusmundtii(27株)、Enterococcusfaecium(16株)、Enterococcusfaecalis(12株)、Enterococcusdurans(1株)、Lactococcuslactis(37株)、Lactococcusgarvieae(18株)、Lactobacillus fermentum (1株)。通过初筛和复筛比较不同乳酸菌在同一条件下的pH和产酸量,从37株Lactococcus lactis中得到2株产酸速率较高、pH较低的乳酸菌,其编号为IMAU98457和IMAU98428。对菌株IMAU98457和IMAU98428进行生物学特性研究,发现其最适生长温度在37°C,适宜pH范围为5.5-7.5,菌株在37°C发酵18 h后菌液OD600值分别高达2.531 0和2.518 2,pH低至4.36和4.34 (总酸)。菌株IMAU98457和IMAU98428有一定的盐耐受性,当NaCl浓度大于6%时,菌株生长受到明显抑制。【结论】20份桦树皮中分离出的112株乳酸菌,Lactococcus lactis (37株)为内蒙古赤峰市桦树皮样品的优势菌株,占总分离株的33%。桦树皮表生样品与内生样品相比,内生样品较表生样品的菌株种类资源更为丰富,二者的优势菌属具有较大的差异,并从优势菌株Lactococcus lactis中筛得2株繁殖速度快、产酸速率较高、pH较低的菌株IMAU98457和IMAU98428。     

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。     

青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中乳酸菌的多样性及低温发酵菌株的筛选

【目的】探究青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中乳酸菌的多样性,筛选在低温条件下(10、15和25°C)生长性能较好的优良菌株。【方法】将垂穗披碱草青贮饲料中分离纯化的乳酸菌进行形态特征观察及16S r RNA基因测序鉴定;用MRS液体培养基在10、15和25°C条件下分离、初筛乳酸菌,选取高吸光度值的菌株作为优势菌株。用绿汁发酵液在10、15和25°C条件下培养测定其p H值,选取低p H值菌株作为优势菌株,并综合MRS培养基筛选结果确定优良菌株。【结果】从不同温度和发酵阶段的垂穗披碱草青贮饲料中共分离得到108个乳酸菌菌株,它们分属于6个属、18个种。其中,清酒乳杆菌LS-24在15°C条件下发酵液p H值显著降低(P0.05),戊糖片球菌PP-63在发酵初期生长速度较快,植物乳杆菌LP-21在15°C条件下发酵液p H值降至3.9且有最大活菌数。【结论】在青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中发现的乳酸菌属基本涵盖了前人在常温青贮饲料中发现的所有属,但种数略少;在108株菌中,清酒乳杆菌LS-24、戊糖片球菌PP-63和植物乳杆菌LP-21在低温条件下均表现出较好的繁殖和发酵特性,可作为青贮饲料低温发酵的备选菌株。     

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。     

新一代糖化酶高产菌株的选育及其工业应用

【目的】建立对糖化酶生产菌种黑曲霉随机突变文库进行筛选的方法,以获得糖化酶酶活提高的突变菌株。【方法】以一株可产糖化酶的黑曲霉菌株Aspergillus niger X1为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变获得突变文库,采用葡萄糖的结构类似物——2-脱氧葡萄糖进行筛选,并在筛选过程中逐渐提高2-脱氧葡萄糖浓度,定向选育具有2-脱氧葡萄糖抗性、高产糖化酶的突变株。【结果】获得的高产突变菌株DG36摇瓶发酵糖化酶产量比出发菌株A.niger X1提高22.2%–33.8%,经工业水平50 m~3罐发酵测试,突变株DG36发酵128 h糖化酶活可达49094 U/m L,在相同发酵时间内,其酶活较出发菌株A.niger X1提高32.8%,发酵时间缩短16.9%。【结论】本研究开发了一种以2-脱氧葡萄糖为抗性标记选育高产糖化酶突变株的方法,所得突变株DG36遗传性状稳定,与出发菌相比具有菌丝粗壮、产酶期提前、糖化酶活高、发酵时间短、有利于发酵后处理的优点。     

离子注入L-乳酸产生菌诱变选育研究

采用离子注入技术对一株产L -乳酸的干酪乳杆菌L110Z进行诱变处理。结果表明 ,在离子注入剂量为 1× 10 14 N+ /cm2 时 ,诱变效果较好 ,从正变菌株中反复筛选 ,得到了一株产酸量高的菌株L110Z5 ,产酸量达到了 92g/L ,比出发菌株产酸提高了 18.0 % ,经过连续传代试验 ,其遗传性状稳定 ,表明L110Z5是一株极具工业化前景的高产菌     

以淀粉为碳源衣康酸高产菌株的筛选

对土曲霉出发菌株进行紫外线诱变、LiCl诱变以及代谢终产物抗性菌株选育。代谢终产物抗性菌株选育是一种有效的遗传育种方法,能显著提高产酸量。得到一株代号为At394的菌株,以玉米淀粉部分水解糖为碳源,产酸量为53.9g/L,比出发菌株提高了42.6%。糖酸转化率为61.5%,为所有筛选菌株最高。用红外光谱进行结构分析证实所得产物为衣康酸。     

一株低温玉米秸秆降解真菌的筛选、鉴定及降解特性

【背景】在我国北方地区玉米秸秆还田时期地温低、秸秆降解慢,如何加速玉米秸秆低温腐解成为研究热点。【目的】从冷凉地区土壤中筛选具有高效降解纤维素能力的低温菌株,为秸秆的有效利用奠定基础。【方法】在低温培养条件下,采用稀释涂布平板法、羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose,CMC-Na)水解圈测定法、胞外酶活测定法、秸秆失重法进行低温秸秆降解菌株的初筛、复筛和秸秆降解性能的测定;根据菌株形态学特征及ITSrDNA序列分析对筛选菌株进行鉴定;利用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)法和秸秆失重法对菌株在不同接种量、培养基初始pH、温度情况下的纤维素酶活力和玉米秸秆降解能力进行研究。【结果】以16°C为筛选温度,获得一株在刚果红-羧甲基纤维素钠平板上D/d值为2.17、CMC酶活力为703 U/mL的高产纤维素酶低温真菌SDF-25;该菌株在4°C可以生长,10-16°C为最适生长温度,37°C条件下仍能生长;综合菌株的形态学和分子生物学测定结果,菌株SDF-25为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum);该菌株最佳产纤维素酶的培养条件为接种量2%、初始pH为7.0、培养温度为10°C,在该培养条件下菌株SDF-25的CMC酶活为993.3 U/mL。失重法测定接种SDF-25于10°C培养15 d时秸秆降解率为39.5%,16°C时为44.9%。【结论】草酸青霉菌SDF-25可在低温条件下生长并具有较强的纤维素酶生产能力,在秸秆还田方面具有良好的应用前景。     

L-乳酸高产菌株的选育和产酸条件的研究*

为了获得更适于工业生产的产乳酸菌株 ,采用低能离子诱变方法 ,对出发菌米根霉(Rhizopusoryzae)PW35 2进行改良 ,获得高产L ( + ) 乳酸菌株RE330 3,其产酸比亲株提高75 %。用正交试验方法对突变株适宜产酸条件进行了研究 ,在最优条件下 ,其产酸量可达1 31～ 1 36g L ,最高可达 1 40g L ,糖转化率为 86%～ 90 %。     

液泡蛋白酶B对酿酒酵母高温乙醇发酵效率的影响

【目的】提高酿酒酵母的高耐温性,从而提高菌株在高温下的乙醇发酵性能。【方法】利用染色体整合过表达酿酒酵母液泡蛋白酶B编码基因PRB1。【结果】在41 °C高温条件下进行乙醇发酵,过表达PRB1基因的重组酿酒酵母菌株可在31 h内消耗全部的葡萄糖,而对照菌株在相同时间内仅消耗不到一半的葡萄糖。【结论】利用蛋白酶B基因过表达可构建耐高温酿酒酵母菌株,提高在高温条件下乙醇的发酵效率。     

酱香型白酒酿造拜耳接合酵母生理代谢特征及其与地衣芽孢杆菌相互作用

【目的】拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii)是酱香型白酒酿造过程优势菌株。通过研究拜耳接合酵母酿造相关生理代谢特征及其与酿造环境中其它功能菌株的相互作用,探索其在白酒酿造过程中的贡献。【方法】从酱香酒酿造中筛选一株性能优良的拜耳接合酵母,比较其与模式菌株(Z.bailii,ATCC 58445)的生理代谢特征。通过组合发酵研究其与产酱香特征风味细菌地衣芽孢杆菌的相互作用。【结果】从酱香型酒醅中筛选得到一株性状优良的拜耳接合酵母(Z.bailii 15),可耐受p H 2.0和37°C高温及8%酒精浓度(体积比),较模式株更适应酿造环境,酒精产量(33.58 g/L)也远高于模式株(19.04 g/L),且与酱香型白酒酿酒酵母MT1(34.29 g/L)相当。该菌可产多种风味物质,与模式株相比,独特产生法呢醇、十二醇、2-壬醇、2-乙基己醇、癸酸、月桂酸、辛酸、辛酸乙酯、苯乙酮、4-叔丁基苯酚。共培养体系中,30°C条件下地衣芽孢杆菌对拜耳接合酵母生长影响不大,而在37°C地衣芽孢杆菌抑制拜耳接合酵母生长。此外,地衣芽孢杆菌对拜耳接合酵母乙醇转化率有促进作用,共培养体系风味物质种类及含量也都受到很大影响。【结论】拜耳接合酵母在酱香型白酒酿造体系中产酒精、产风味方面表现优异,对酱香型白酒生产具有重要贡献。     

麻类脱胶高效菌株果胶裂解酶基因克隆与表达

【目的】克隆麻类脱胶高效菌株Dickeya sp.DCE-01的果胶裂解酶基因并进行原核表达,对表达产物进行纯化和酶学性质研究。【方法】根据该菌株全基因组序列预测的果胶裂解酶基因Q59419设计引物,PCR扩增后将该基因连接到pEASY-E1和pACYCDuet-1载体上,导入E.coli BL21(DE3)进行表达。选择酶活力高的阳性克隆子进行大量诱导表达后,采用超滤和Sephadex G-100凝胶层析两步法纯化出果胶裂解酶,研究其酶学性质。【结果】克隆到果胶裂解酶基因pel(GenBank登录号:JX964997),其序列全长1 128 bp,编码375个氨基酸。pACYCDuet-1-pel-BL表达胞外果胶裂解酶活力最高,发酵液粗酶活达298.8 IU/mL。其最适反应温度为50°C,最适pH为9.0;保温1 h,酶活稳定温度≤45°C,稳定pH为9.0?10.0。酶催化作用依赖于Ca2+,其最适作用浓度为2 mmol/L;Zn2+、Ca2+和NH4+促进酶活力,Fe3+和Pb2+严重抑制酶活力;聚半乳糖醛酸钠为该酶的最适底物。【结论】从麻类脱胶高效菌株中发掘到碱性果胶裂解酶基因,其表达产物在生物质加工过程中具有重要工业化应用前景。     

常压室温等离子体快速诱变绿色糖单孢菌筛选 木聚糖酶高产菌株及其酶学性质研究

[目的]利用常压室温等离子体快速诱变绿色糖单孢菌,筛选耐热耐碱木聚糖酶高产菌株,并对其进行酶学性质分析,确保其适用于生物制浆漂白工艺.[方法]采用刚果红平板水解圈法结合摇瓶发酵胞外酶测定法进行菌株筛选,并通过DNS木聚糖酶活性测定等方法对来源于不同突变株的木聚糖酶进行酶学性质分析对比.[结果]筛选出遗传稳定性良好的两株木聚糖酶高产菌株AT24和AT22-2,以麦草浆为诱导底物的粗酶液中,突变株AT24及AT22-2所产的木聚糖酶活性分别为512.74、552.70U/mL,分别为原始菌株S.v的16和17倍的.来源于突变株AT22-2的木聚糖酶的最适反应pH为9.5,最适反应温度为90℃,在50℃-90℃温度范围内具有良好的热稳定性,在100℃条件下处理30 min剩余酶活仍为68％;突变株AT24所产木聚糖酶的最适反应温度为60℃,最适pH为10.0,在60℃-80℃的高温环境下,突变株AT24所产的木聚糖酶具有良好的热稳定性.[结论]突变株AT22-2所产具有耐碱耐高温性质的木聚糖酶,在应用领域尤其在纸浆造纸行业具有较大的潜在应用价值.     

一株耐受低pH、高浓度乳酸及琥珀酸菌株的筛选与鉴定

【目的】通过构建的人工耐酸系统,筛选耐受低pH值、乳酸及琥珀酸的菌株。【方法】构建人工耐酸系统长期驯化菌株,利用不同p H的酸性平板进行筛选,从环境中筛选出一株对低p H值、高浓度乳酸以及琥珀酸有很好耐受性的菌株。通过形态学特征、生理生化特征研究,并结合18S rDNA基因序列分析及分子系统发育树的构建结果,确定菌株的种类。【结果】经过酸性人工系统的长期驯化,筛选分离出一株耐受低pH值、高浓度乳酸以及琥珀酸的菌株WJ-2,经鉴定该菌株为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),其最适生长温度为30°C。酸性平板实验显示该菌株能够耐受pH2.5的酸性环境,同时对9%的乳酸及8%的琥珀酸也有很好的耐受性。另外,耐酸菌株WJ-2在pH 2.5、9%乳酸和8%琥珀酸的培养环境中仍能保持相对中性的细胞内pH值。【结论】通过构建人工酸性系统,成功筛选出一株对低pH值、高浓度乳酸以及琥珀酸具有耐受性的菌株——酿酒酵母菌WJ-2,该方法可为筛选具有特定耐受能力菌株提供一个新思路。     

荧光标记珊瑚组织来源细菌及其与虫黄藻相互作用的显微观察

【背景】研究珊瑚-细菌、虫黄藻-细菌的相互作用是解析珊瑚健康机理的关键。对珊瑚共附生细菌进行稳定荧光标记有助于原位观察细菌与虫黄藻或珊瑚的相互作用。当前,对于野生型珊瑚共附生细菌遗传操作体系的研究有限,限制了对细菌与珊瑚、虫黄藻原位互作模式的揭示。【目的】建立一种适合专性海洋细菌的遗传操作体系,利用其对珊瑚组织来源细菌进行绿色荧光蛋白标记,用于研究标记菌株与虫黄藻的相互作用。【方法】通过电穿孔的方式将构建好的广宿主重组质粒转入供体菌(Escherichia coli WM3064),然后将供体菌与添加海水才可以生长的受体菌SCSIO 12696(港口球菌科,Porticoccaceae;分离自鹿角杯形珊瑚组织)按供、受体菌细胞数比分别为4:1、2:1、1:1比例混合,在25℃和30℃下于改良LB培养基上接合转移。显微观察标记细菌与虫黄藻相互作用。【结果】改良的LB培养基适用于需海水才可生长的专性海洋细菌的接合转移实验。接合转移的效率与供、受体菌的比例及温度有关。确定优化的接合转移条件为:供、受体菌的比例为1:1,温度为30℃。利用建立的接合转移体系,构建了增强型绿色荧光蛋白标记菌株SCSIO 12696。在激光扫描共聚焦显微镜下能清晰观察到标记菌株SCSIO 12696和虫黄藻在共培养时的相互作用。【结论】建立了适合专性海洋细菌的遗传操作体系,利用其构建荧光蛋白标记菌株可用于虫黄藻-细菌、珊瑚-细菌相互作用的研究,有助于揭示珊瑚共附生细菌的生态作用机制。