产纤维素菌株的分离鉴定及产量相关性

【背景】细菌纤维素是一种性能优异的新型天然生物纳米材料,但其发酵产量低、生产成本高,尚未得到大规模生产与应用。【目的】自然选育细菌纤维素高产菌株,并探索菌株产量与菌落形态、水果来源、菌株种属之间的关联。【方法】从15个不同种类的576份腐烂水果中自然选育产纤维素菌株,并按菌落形态进行分类。静置培养筛选高产纤维素菌株,并对所得菌株进行16SrRNA基因测序,鉴定其种属。【结果】获得134株产纤维素菌株,其中一株分离自芒果的汉氏驹形杆菌(Komagataeibacter hansenii)产量最高,为11.24 g/L。所得菌株按菌落形态可分为10个类别,高产纤维素菌株形态共同特征为黄色、圆形、边缘整齐或不规则、表面粗糙或褶皱、凸起(形态4、5、9)。苹果和梨来源中分离得到的菌株菌落形态多样性丰富,高产纤维素菌株的水果来源中芒果所占比值最高,其次为梨和苹果。所有菌株鉴定为5个属13个种,包含了醋酸杆菌属(Acetobacter)、驹形杆菌属(Komagataeibacter)、葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和乳酸杆菌属(Lactobacillus),其中高产纤维素菌株集中分布于汉氏驹形杆菌(K.hansenii)和中间驹形杆菌(K.intermedius)。【结论】筛到的菌株多样性丰富,并且得到多株高产纤维素菌株,其传代稳定性好,丰富了细菌纤维素生产菌株的来源。分析所得菌株产量与菌落形态、水果来源之间的关系可以为今后菌株筛选工作提供参考。     

大肠杆菌糖酵解途径和三羧酸循环启动子的表征及其应用

启动子是控制基因转录的重要元件,也是合成生物学研究和细胞工厂设计的关键环节。糖酵解途径和三羧酸循环是糖类分解代谢的中心代谢,受到包括启动子强度在内的严格调控。为了筛选一系列能满足合成生物学研究和细胞工厂设计需要的不同强度的内源性组成型启动子,利用报告基因——红色荧光蛋白m Cherry和在线分析软件,系统研究了大肠杆菌糖酵解和三羧酸循环中27个启动子的强度和核心结构元件。结果表明:这些启动子的强度范围变化很大,最强启动子Pgap A的强度是最弱启动子Pacn A强度的43. 6倍;启动子的-10序列和-35序列与它们的一致序列也不完全相同,两者之间的距离为17±3bp;但是,启动子的强度和启动子的结构特征基本一致。应用最强启动子Pgap A在重组大肠杆菌DH5αΔpck中分别表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因和丙酮酸激酶基因,它们的酶活性分别提高了0. 32和1. 57倍,柠檬酸产量也提高了124. 7%和75. 5%。这些不同强度的启动子为大肠杆菌的合成生物学研究和细胞工厂设计奠定了一定的基础。