原生质体融合构建高效产脂肽工程菌

芽孢杆菌因其可产生多种生理活性物质,在环境污染修复、生物防治、微生物采油等领域具有广阔的应用前景。莫哈韦芽孢杆菌Bacillus mojavensis JF-2和解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens BQ-6是从油田筛选出的产脂肽类表面活性剂菌株, 但在微生物采油实际应用中受到氧气浓度、盐度及pH的限制。原生质体融合是改变微生物代谢功能的一种简便有效的方法,以上述两株芽孢杆菌为对象,利用4因素3水平正交试验来探索菌龄、溶菌酶浓度、酶解温度和酶解时间对原生体制备、再生的影响。此外,对两菌株进行了双亲灭活原生质体融合,通过筛选得到了一株工程菌HY-4,并对其进行了初步的评价。结果表明:菌龄、溶菌酶浓度和酶解时间显著影响芽孢杆菌原生质体制备率及再生率(P<0.05),且在溶菌酶处理前用生理盐水多次洗涤菌体细胞,可提高制备率。两种芽孢杆菌原生质体制备及再生的最优条件均为:菌龄7 h、溶菌酶浓度2.5 mg/ml、酶解时间30 min、酶解温度42 ℃。融合子HY-4的最高耐盐度为15%,可耐50 ℃高温,代谢产脂肽的pH范围为4.0~9.5,且在好氧及厌氧条件下均能够代谢产脂肽,在厌氧条件下生长迅猛(细胞干重>1.6 g/L)。综上所述,融合子HY-4具有较大的应用潜力,该研究为芽孢杆菌的遗传育种打下了方法学基础,并对驱油微生物菌种的选育具有指导意义。     

厌氧产脂肽工程菌的构建及其代谢活性评价

利用微生物产生生物表面活性剂驱油,是微生物采油的重要技术之一.但油藏的缺氧环境使得大多数生物表面活性剂产生菌的代谢活性受到限制.本研究以筛选自油田采出水中的好氧产脂肽类表面活性剂的解淀粉芽孢杆菌BQ-2和兼性厌氧的施氏假单胞菌DQ-1为亲本菌,通过原生质体融合的方法构建了一株能在厌氧条件下迅速生长并能产脂肽类表面活性剂的融合子JD-3.融合子JD-3的菌落形态与亲本菌株BQ-2相似,其16S rDNA序列与BQ-2的相似度达99%;在厌氧条件下培养36 h,融合子JD-3发酵液的表面张力由初始的63.0 mN·m^-1降至32.5 mN·m^-1;薄层层析及红外光谱分析结果显示,JD-3在厌氧条件下的产物为脂肽类表面活性剂;该表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)为90 mg·L^-1,且对原油、液体石蜡、煤油等有较好的乳化活性.JD 3在厌氧条件下可以蔗糖、葡萄糖或甘油为碳源,以蛋白胨等为氮源合成脂肽类表面活性剂,且经多次厌氧传代培养仍保持稳定的产生物表面活性剂功能,显示该菌株在油藏厌氧条件下对提高原油采收率具有较好的应用潜力.