稳定表达MVA途径基因提高番茄红素产量

萜类化合物的直接前体物质异戊烯焦磷酸(IPP)和二甲基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)可以由2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸途径(MEP途径)和甲羟戊酸途径(MVA途径)合成。在已经优化MEP合成途径、番茄红素合成途径关键基因表达的重组大肠杆菌LYC101中,引入MVA途径基因,进一步提高重组大肠杆菌合成萜类化合物的能力。质粒pALV23和pALV145是本实验室在研究MVA途径基因协调表达时,用核糖体结合位点(RBS)文库连接MVA途径各基因构建质粒文库,而筛选到的有效提高β-胡萝卜素产量的质粒。首先比较了两个质粒分别在低产和高产番茄红素的菌株中对番茄红素合成的影响。结果表明,两个质粒在高、低产番茄红素的菌株中都可以有效提高番茄红素产量。在高产菌LYC101中pALV23比pALV145使番茄红素产量更高。然后,用CRISPR-Cas9系统辅助同源重组的方法,将MVA途经基因和启动子一共6.7kb的条带整合到LYC101菌株的染色体上,得到遗传稳定的菌株LYC102。LYC102的番茄红素产率达40.9mg/g,是出发菌株LYC101产率的2.19倍,比用质粒表达MVA途径基因的菌株提高了20%。在重组大肠杆菌中同时表达MVA途径和MEP途径,可以有效提高萜类化合物产率;文中构建了不含质粒的、遗传稳定的高产番茄红素菌株,为产业化合成番茄红素提供基础;同时构建平台菌株,可以用于其他萜类化合物合成。     

基于可培养方法分析云南腾冲小空山火山谷芽胞杆菌分布特征

【目的】为了解云南腾冲小空山火山谷土壤中可培养芽胞杆菌种类分布特征。【方法】采用可培养手段对小空山火山谷阳坡、谷底和阴坡土壤中的芽胞杆菌进行分离培养,根据16S rRNA基因序列同源性对分离菌株进行鉴定,并分析系统发育地位。利用Canoco5软件分析采样点芽胞杆菌种类分布特征与土壤样品理化性质的相关性。【结果】从火山谷土壤样品中共分离获得180株芽胞杆菌,16S rRNA基因测序鉴定结果表明分离菌株隶属于芽胞杆菌纲2个科(芽胞杆菌科和类芽胞杆菌科)、6个属、34个种,其中芽胞杆菌属(Bacillus) 11个种,类芽胞杆菌属(Paenibacillus) 14个种,短芽胞杆菌属(Brevibacillus)3个种,赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus)4个种,嗜冷芽胞杆菌属(Psychrobacillus)1个种和绿芽胞杆菌属(Viridibacillus)2个种,其中7个菌株与其最近模式菌株16SrRNA相似性低于种的界定阈值(98.65%),为芽胞杆菌潜在新物种。优势属为芽胞杆菌属和类芽胞杆菌属,优势种为蕈状芽胞杆菌(Bacillusmycoides),图瓦永芽胞杆菌(Bacillustoyonensis),蜡状芽胞杆菌(Bacilluscereus),解木糖赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillusxylanilyticus),蜂房类芽胞杆菌(Paenibacillusalvei)和沙地绿芽胞杆菌(Viridibacillus arenosi)。其中16个种分离自阳坡,29个种分离自阴坡,9个种分离自谷底,三者共同种类为6种。阳坡、谷底和阴坡的芽胞杆菌种群分布Bray-Curtis相似性为62.4%,多样性分析结果表明,Shannon指数(H′)大小次序为阴坡阳坡谷底。环境因子分析发现,芽胞杆菌种群分布多样性特征与其土壤的海拔高度、碳氮比和硫含量呈负相关,而和碳源和氮源含量呈正相关。【结论】从以上结果得出,云南腾冲火山谷有着较为丰富的芽胞杆菌资源,且还存在可分离培养的芽胞杆菌的潜在新物种,为利用火山微生物资源提供了保障。     

暹罗芽胞杆菌FJAT-45551用于农业生物防治的优化培养

以具有防病促长且抑菌谱广的暹罗芽胞杆菌(Bacillus siamensis)FJAT-45551为出发菌株,分别以生物量和发酵液的青枯雷尔氏菌和尖孢镰刀菌抑菌活性为指标,通过单因子和正交试验对其培养基成分和发酵培养条件进行优化,从而提高其抑菌活性。结果表明,优化后的培养基配方为:麸皮20 g/L,蛋白胨25 g/L,MgSO_4·H_2O 0. 2 g/L,CaCl_20. 1 g/L,FeSO_4·7H_2O 0. 1 g/L,NaH_2PO_4·H_2O 0. 5 g/L,K_2HPO_40. 5 g/L;最适发酵培养条件为:接种量1%、摇床转速130 r/min、温度20℃、装液量50 mL(250 mL的摇瓶装液50 mL)、初始pH值为6. 0。在优化的发酵条件下,FJAT-45551发酵液对番茄青枯病菌(Ralstorinia solanacearum)FJAT-91的抑菌圈直径达30. 82 mm,较优化前的抑菌圈直径增加了9. 09 mm,抑菌活性提高了41. 83%。