发酵法生产丁二酸的化学合成培养基的筛选

以产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes NJ113 为出发菌株,针对该菌株筛选出含有关键生长因子的化学合成培养基,其关键因子为谷氨酸（Glu）、蛋氨酸（Met）和生物素（VH）和烟酸（VPP）。结合原发酵培养基中的磷酸缓冲盐成分,最终得到的化学合成培养基配方（g/L）： CH3COONa 1.36,NaCl 1.0,MgCl2 0.2,CaCl2 0.2,Na2HPO4 0.31,NaH2PO4 1.6, KH2PO4 3,NH4HCO3 1.57,Glu 0.87,Met 0.11,VH 0.010,VPP 0.025。在3 L发酵罐上进行验证实验,50 g/L初始葡萄糖发酵70 h,丁二酸的质量浓度为45.2 g/L,丁二酸收率达到90.4%。与之前的半合成培养基发酵制备丁二酸相比,丁二酸的收率提高了25.2%,副产物也有很大幅度的减少。     

耐铵型产琥珀酸放线杆菌的选育及铵离子对其生长代谢的影响

经硫酸二乙酯(DES)诱变,在含61～242mmol/LNH4+梯度平板中,筛选到一株耐铵型突变株YZ25,该菌株在含121mmol/LNH4+发酵培养基中,琥珀酸产量达32.68g/L,转化率为65.4%,比出发菌提高了180.5%。进一步考察了不同形态铵盐对YZ25生长的影响,结果表明添加少量铵盐能够提高突变菌的生长速率,但当超过一定量后菌株生长受到抑制,不同铵盐对菌株的抑制程度不同,硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵和硝酸铵对突变株YZ25的半抑制浓度分别为:215mmol/L、265mmol/L、235mmol/L、210mmol/L。为了考察铵离子对YZ25发酵产琥珀酸的影响过程,在3.0L发酵罐以氨水作为pH的调控剂发酵,结果表明在稳定期前菌株生长基本不受铵离子抑制,生物量能够达到正常水平,但是进入稳定期后铵离子抑制作用越来越明显,导致菌株生长提前结束,耗糖不完全,产酸受阻。最后结合产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes代谢途径分析了铵离子对菌株抑制作用的机理。     

黑水虻幼虫处理餐厨垃圾过程中体内养分组成与消化酶活性变化规律的研究

黑水虻 Hermetia illucens 作为一种新型资源环境昆虫,其幼虫可以处理餐厨垃圾、畜禽粪便、蔬菜残体等各种有机废弃物。幼虫富含蛋白质和油脂,可以作为水产饲料的蛋白来源。本研究探索黑水虻幼虫处理餐厨垃圾过程中其养分组成与消化酶活性变化之间的关系。通过黑水虻幼虫自由取食餐厨垃圾,每日采集样品用于物质养分和消化酶活性的测定。结果显示：黑水虻幼虫粗蛋白含量呈现先下降后上升的变化规律,而幼虫总糖含量呈现先上升后下降的变化规律,粗脂肪含量维持上升的趋势。幼虫处理餐厨垃圾过程中,体内蛋白酶在初期迅速上升,第6天后逐渐下降,而淀粉酶呈现出先缓慢上升再迅速上升最后下降的变化规律。脂肪酶在黑水虻幼虫处理餐厨垃圾前期保持较高的活性然后缓慢下降。同时,通过相关性分析,黑水虻幼虫粗蛋白含量变化与蛋白酶活性没有相关性,而总糖与粗脂肪含量变化分别与淀粉酶、脂肪酶有相关性。因此,部分消化酶活性变化与黑水虻幼虫养分组成具有一定的联系,本研究结果为工厂化养殖黑水虻提供一定的理论基础。     

肠膜明串珠菌蔗糖磷酸化酶基因在大肠杆菌中的表达

以肠膜明串珠菌基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到1 581 bp的蔗糖磷酸化酶(SPase)DNA片段.将该基因克隆到表达载体pET-22b(+)上,构建获得重组质粒pET-SPase.测序结果与GenBank上已公布的基因序列比较,有1个碱基发生变化,但该碱基的改变未引起氨基酸序列的改变.将pET-SPase转化到Escherichia coli Rosetta(DE3)感受态中,IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE分析,目的蛋白条带约为55 kD,与预期大小一致,结果表明SPase基因在大肠杆菌中进行了表达.酶活分析,产物的比活为1.8 U/mg,证明了表达产物具有预期的酶活性.进一步考察了IPTG浓度、诱导温度和时间等因素对重组菌表达的蔗糖磷酸化酶的影响.在优化条件下,该蔗糖磷酸化酶的比活可以达到16.6 U/mg,比优化表达条件前的酶比活提高了9.2倍,比已报道的肠膜明串殊菌粗酶液比活(7.1 U/mg)提高了2.34倍.     

耐铵型产琥珀酸放线杆菌的选育

以Actinobacillus succinogenes NJ113为出发菌株,经硫酸二乙酯(DES)诱变,在含8～20 g/L硫酸铵平板中筛选到一株耐铵型突变株YZ25,该菌株在含8 g/L硫酸铵培养基中厌氧发酵,琥珀酸产量达32.68 g/L,比出发菌提高了180.5%,对葡萄糖收率达65.4%,副产物乙酸、甲酸产量分别下降3.5%、28.7%,琥珀酸/乙酸比值由0.63提高到2.5。在7.5 L发酵罐中,用氨水调节pH分批实验,发酵34 h琥珀酸产量达27.13 g/L,较出发菌株提高了85.3%。     

黑水虻幼虫肠道微生物的功能及组学应用

黑水虻Hemertia illucens幼虫肠道中栖息着许多种类的微生物,这些微生物与宿主之间的相互作用极为复杂,它们可以影响宿主的生长发育、繁殖能力、营养代谢、行为偏好和寿命。此外,它们还可以调节宿主的免疫系统并保护宿主免受病原体的侵害。深入了解微生物与黑水虻的互作机制,有助于优化黑水虻的生长环境,从而实现更高效的人工繁育。相关文章对微生物与黑水虻互作机理进行了总结,但这些研究方法只能提供微生物群落的结构信息,而无法揭示微生物的功能和代谢能力。因此,宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学逐渐被应用,这些技术除了提供关于微生物种群的完整分类,还揭示了它们的功能和代谢能力。通过了解肠道菌群的组成和功能,可以有效调整黑水虻的饲料、饲养环境和生长条件,从而提升黑水虻肠道菌群的稳定,提高黑水虻的生产性能和经济效益。     

不同投料方式对黑水虻幼虫生长性能的影响

以获得黑水虻Hermetia illucens转化有机废弃物的养殖投喂工艺参数为目标,采用实验室小试模拟试验,以餐厨垃圾为试验原料,研究不同投料方式（1次、2次、3次和4次投料）对黑水虻转化餐厨垃圾过程中幼虫生长性能的影响。结果表明,采用多次投料方式,随着投料次数增加,对转化物料料温波动影响较大,不利于幼虫快速生长;在投虫量和投料量相同条件下,养殖周期为10 d,其中以1次投料处理组的收虫体重、体长、单位面积虫产量为最高,料虫比为最低,与2次投料差异不显著（P＞0.05）,但与3次、4次投料处理组差异显著（P＜0.05）;黑水虻转化废弃物前期较低的物料含水率更加有利于虫体生长,而后期物料含水率较高则更为有利。通过生产性能分析发现,从投料回报效果角度考虑生产性能以1次投料为最佳,而从高效率处理餐厨垃圾和投料回报效果两者角度综合分析,生产性能以2次投料为最佳。该结果可为构建黑水虻转化餐厨垃圾标准化生产工艺参数技术体系奠定基础。