毛栓孔菌XYG422菌株产漆酶发酵条件优化及对玉米秸秆生物降解的研究

利用基础产酶培养基从保藏的9株白腐真菌中筛选得到一株高产漆酶菌株毛栓孔菌XYG422,并通过单因素试验对该菌株发酵培养基及培养条件进行优化筛选,获得较高产漆酶能力,同时研究了该菌株对玉米秸秆的生物降解。研究结果表明:在液体发酵条件下,XYG422产漆酶最适宜碳氮源成分为玉米粉和酒石酸铵,菌株XYG422发酵条件优化后产漆酶酶活显著提升,该菌株最佳发酵培养条件为:玉米粉40g/L、酒石酸铵3g/L、温度30℃、pH 8.0、接种量5个直径1cm的菌饼、转速180r/min,诱导剂吐温-80和2,5-二甲基苯胺在低浓度时对菌株产漆酶有明显的促进作用,菌株产漆酶活性最高可达到41.6U/m L。该菌株表现出了对玉米秸秆较好的生物降解效率,培养60d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率依次为83.54%、50.65%和19.53%。     

茶树内生真菌CSN-4产漆酶培养基及培养条件研究

从茶树内生真菌筛选产漆酶的菌株,分析不同营养因素和培养条件对菌株漆酶酶活力的影响。采用6种显色底物的平板初筛和酶活测定的复筛方法,从15株茶树内生真菌菌株中筛选获得1株产漆酶酶活较高的菌株CSN 4。单因素分析结果显示,液态发酵条件下菌株CSN-4适宜的主要培养基成分是麸皮和蛋白胨;菌株CSN-4分别在麸皮30 g/L、蛋白胨2.5 g/L、CuSO₄·5H₂O 0.015 g/L和茶水6 g/L时发酵产漆酶酶活最高。发酵条件试验结果表明,菌株CSN-4分别在接种量为6个菌饼（直径6 mm）、装液量60 mL/250 mL、pH 4.8、摇床转速120 r/min,培养温度为28 ℃时产漆酶酶活较高。在培养基中添加麸皮和茶水对菌株CSN-4产漆酶有明显的促进作用。经过培养基成分及培养条件优化后,菌株CSN 4产漆酶酶活显著升高,达到2 417 U/L。     

煤附生真菌产漆酶菌株的分离鉴定及产酶特性研究

从煤炭样品中筛选到一株产漆酶活性菌株,经菌体形态观察和ITS序列分析,鉴定为Trichoderma asperellum W03。菌株所产漆酶的最适反应pH为3.5-4.5,最适反应温度45℃,类似于白腐真菌漆酶。液态发酵条件的均匀设计实验表明,适宜的发酵培养基组成为:土豆200.00g/L、葡萄糖9.36g/L、米糠粉37.44g/L、硝酸钾4.00g/L、KH2PO43.20g/L、MgSO4·7H2O2.00g/L、CuSO4·5H2O0.005g/L、初始pH8.0;在33℃、180r/min、50mL/250mL的摇瓶培养条件下,棘孢木霉W03在孢子接种培养后48h、84h产酶量较高,分别处在菌体的快速生长期和衰亡期;菌体产酶受Cu2+、联苯胺诱导,而受1-萘酚、愈创木酚和2,4-D抑制。     

木霉LaTr 01菌株产漆酶发酵的条件

从华南地区采集土样,采用愈创木酚平板筛选产漆酶菌株,获得了一株短周期产漆酶的小型丝状真菌。通过观察菌落特征、生长情况以及显微镜下菌丝和孢子的形态,初步鉴定该菌株为木霉属的一个种（Trichodermaspp、）,命名为木霉LaTr01菌株。通过单因素方法研究该菌产漆酶的发酵条件,结果表明：LaTr01的产酶培养基以麦芽糖为最佳碳源;以酵母提取物为最适氮源;培养24h后加入Cu“比培养开始加入Cu ^2＋LaTr01产酶活高出约1倍。采用麦芽糖、酵母提取物、Cu^2＋浓度L9（3^3）的正交试验优化漆酶发酵条件,结果表明,氮源是影响该菌产漆酶的最重要因素,碳源次之,Cu^＋浓度影响较小;LaTr01菌株产生漆酶的最佳条件为：5g／L酵母提取物、20g/L麦芽糖、1．5mmol／LCu^2＋,Cu^2＋加入时间为培养24h后。在优化的培养条件下,该菌酶活可达480．556U／L。     

产漆酶菌株分离及发酵条件优化

[目的]筛选高产漆酶菌株。[方法]利用愈创木酚-PDA平板筛选高产漆酶菌株,单因素实验确定最佳产酶条件。[结果]筛选到一株高产漆酶菌株,编号QMJZ-5。结合形态观察和5.8S rDNA-ITS序列分析,确定该菌株是血红密孔菌(Pycnoporus coccineus),优化发酵培养基:甘油20 g/L,豆粕6.0 g/L,香兰素0.15 g/L,阿魏酸0.15 g/L,KH_2PO_41.0 g/L,Na_2HPO_4·12H_2O 0.2 g/L,CuSO_4·5H_2O 1.5 mmol/L,初始pH 5.0,30℃,发酵8 d,产酶55 U/m L。[结论]筛选到1株高产漆酶菌株。     

均匀设计法优化烟管菌产漆酶培养基

应用均匀设计、二次多项式逐步回归分析对烟管菌(Bjerkandera adusta)WZFF.W-Y11产漆酶液态发酵培养基进行优化。结果表明,培养基组成为麸皮水解液1%、淀粉24.0g/L、葡萄糖24.0g/L、豆饼粉4.8g/L、NH4Cl3.2g/L、KH2PO43.2g/L、MgSO4.7H2O0.2g/L、CuSO4.5H2O0.006g/L,起始pH6.5,在28℃、150r/min、250mL的摇瓶培养条件下可以稳定地获得9672U/L的漆酶活力。     

响应面法优化革耳Panus rudis FG-35菌株产漆酶培养基

采用Plackett-Burman设计和响应面分析相结合的方法,对革耳Panus rudis FG-35菌株产漆酶的液体培养基配方进行优化。单因素试验结果显示,发酵培养基中的最优碳源为可溶性淀粉,最优氮源为蛋白胨;Plackett-Burman设计筛选出影响漆酶产量的3个重要因素为可溶性淀粉、金属Ca2+离子和吐温-40,在此基础上运用最陡爬坡试验逼近最大响应值区域,最后利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析,获得最佳培养基配方为:可溶性淀粉10.040 4 g/L、蛋白胨0.2 g/L、K2HPO41.00g/L、ZnSO4·7H2O 0.008 g/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L、CuSO4·7H2O 0.007 g/L、FeSO4·7H2O 0.005 g/L、MnSO40.035 g/L、CaCl20.0816 g/L、VB10.1 g/L、吐温-40 0.428%。在优化后的条件下摇瓶发酵产漆酶酶活力为263.31 U/mL,与模型预测值接近,发酵产酶量比优化前提高1.07倍,同时优化后的发酵液对木质素降解进行试验发现,优化后漆酶对木质素降解率提高了14.34%。     

产漆酶灰色葡萄孢霉培养条件的研究

通过对培养灰色葡萄孢霉（Botrytis cinerea）不同培养基产漆酶酶活力大小的比较,筛选出了产漆酶灰色葡萄孢霉的最佳培养方法。结果表明：灰色葡萄孢霉在蛋白胨5g/L,酵母提取物20 g/L,蔗糖20 g/L,MgSO4 1.5 g/L,CuSO4 0.006 g/L的培养基中生长最好。最佳的培养条件为：pH值4.9,温度25℃,转速100 r/min。     

响应面法优化荷叶离褶伞菌丝体产漆酶条件

为了对荷叶离褶伞产漆酶条件进行优化,在单因素实验基础上,通过最陡爬坡实验(PB)对培养基8因素进行筛选,获得影响产漆酶的3个显著性因素:葡萄糖,pH和KH₂PO₄;通过中心组合(CCD)设计及响应面分析确定了最优发酵条件:葡萄糖20.09g/L,酪蛋白1.5g/L,酵母提取物1.5g/L,MgSO₄ 3g/L,CuSO₄ 3.75mg/L,KH₂PO₄ 3.97g/L,pH 4.98,VB₁ 0.1g/L,愈创木酚12mg/L,该条件下,漆酶酶活为829.83U/mL,较未优化对照提高46.6%.     

产几丁质酶菌株S68-CM5产酶条件优化研究

为提高黏质沙雷氏菌株S68-CM5产几丁质酶能力,对产酶发酵条件进行优化研究。利用Plackett-Burman设计和响应面法对培养基和发酵条件进行摸索。结果显示,获得最佳发酵产酶培养基:胶体几丁质1.5%,牛肉膏7 g/L,酵母膏2 g/L,葡萄糖8 g/L,氯化钠3.5 g/L,蛋白胨2 g/L,磷酸氢二钾3.5 g/L;最佳产酶培养条件为:p H6.88,温度27.32℃,摇床转数155.82r/min,培养时间60 h,接种量1%,装液量50 m L/250 m L。优化后产酶量达到7.131 U/m L,比优化前产酶量提高了1.43倍。     

High-titer n-butanol production by clostridium acetobutylicum JB200 in fed-batch fermentation with intermittent gas stripping

Acetone–butanol–ethanol (ABE) fermentation with a hyper‐butanol producing Clostridium acetobutylicum JB200 was studied for its potential to produce a high titer of butanol that can be readily recovered with gas stripping. In batch fermentation without gas stripping, a final butanol concentration of 19.1 g/L was produced from 86.4 g/L glucose consumed in 78 h, and butanol productivity and yield were 0.24 g/L h and 0.21 g/g, respectively. In contrast, when gas stripping was applied intermittently in fed‐batch fermentation, 172 g/L ABE (113.3 g/L butanol, 49.2 g/L acetone, 9.7 g/L ethanol) were produced from 474.9 g/L glucose in six feeding cycles over 326 h. The overall productivity and yield were 0.53 g/L h and 0.36 g/g for ABE and 0.35 g/L h and 0.24 g/g for butanol, respectively. The higher productivity was attributed to the reduced butanol concentration in the fermentation broth by gas stripping that alleviated butanol inhibition, whereas the increased butanol yield could be attributed to the reduced acids accumulation as most acids produced in acidogenesis were reassimilated by cells for ABE production. The intermittent gas stripping produced a highly concentrated condensate containing 195.9 g/L ABE or 150.5 g/L butanol that far exceeded butanol solubility in water. After liquid–liquid demixing or phase separation, a final product containing ～610 g/L butanol, ～40 g/L acetone, ～10 g/L ethanol, and no acids was obtained. Compared to conventional ABE fermentation, the fed‐batch fermentation with intermittent gas stripping has the potential to reduce at least 90% of energy consumption and water usage in n‐butanol production from glucose. Biotechnol. Bioeng. 2012; 109: 2746–2756. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.     

Production of butanol from glucose and xylose with immobilized cells of Clostridium acetobutylicum

Pretreated cotton towels were used as carriers to immobilize Clostridium acetobutylicum CGMCC 5234 cells for butanol or ABE production from glucose and xylose. Results showed that cell immobilization was a promising method to increase butanol concentration, yield and productivity regardless of the sugar sources compared with cell suspension. In this study, a high butanol concentration of 10.02 g/L with a yield of 0.20 g/g was obtained from 60 g/L xylose with 9.9 g/L residual xylose using immobilized cells compared with 8.48 g/L butanol and a yield of 0.141 g/g with 20.2 g/L residual xylose from 60 g/L xylose using suspended cells. In mixed-sugar fermentation (30 g/L glucose plus 30 g/L xylose), the immobilized cultures produced 11.1 g/L butanol with a yield of 0.190 g/g, which were 28.3% higher than with suspended cells (8.65 g/L) during which 30 g/L glucose was utilized completely using both immobilized and suspended cells while 3.46 and 13.1 g/L xylose maintained untilized for immobilized and suspended cells, respectively. Based on the results, we speculated that immobilized cells showed enhanced tolerance to butanol toxicity and the cultures preferred glucose to xylose during ABE fermentation. Moreover, the cultures showed obvious difference when grown between high initial concentrations of glucose and those of xylose. Repeated-batch fermentations from glucose with immobilized cells showed better long-term stability than from xylose. At last, the morphologies of free and immobilized cells adsorbed on pretreated cotton towels during the growth cycle were examined by SEM.     

多叶斑叶兰繁殖体系建立及基于转录组的发育调控途径功能基因研究

多叶斑叶兰,是兰科斑叶兰属濒危野生植物、国家二级保护植物,具有极高的观赏和药用价值。多叶斑叶兰由于分布种群小,传播扩散能力弱,自然繁殖受到极大限制。以野生多叶斑叶兰茎段作为外植体,建立高效直接的植株再生体系。结合高通量转录组测序技术与生物信息学分析技术,深入挖掘参与多叶斑叶兰器官发育过程的功能基因。结果表明, Morel+2.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/LKT+1.0 mg/LNAA+1g/L蛋白胨+25g/L 蔗糖+7.0 g/L Agar+1.0 g/L活性炭+30 g/L 香蕉+50 g/L土豆为最佳的芽诱导培养基;Morel+3 mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA+0.5 mg/LKT+0.01 mg/L TDZ+2g/L蛋白胨+25g/L 蔗糖+7.0 g/L Agar+1.0 g/L活性炭30g/L 香蕉+50g/L 土豆为最佳芽增殖培养基;1/2 Morel+1.0 mg/L IBA+0.1 mg/L NAA+1 g/L+花宝2 号+25g/L 蔗糖+7.0g/L Agar +1.0 g/L活性炭+1g·L-1蛋白胨为最佳的生根培养基。转录组测序分析组装获得170688个Unigene,平均长度为584 bp, N50为833 bp。17352个Unigene比对注释到NR、Swiss-Prot、KOG、GO、KEGG数据库。野生苗与组培苗差异表达Unigene GO与KEGG功能富集分析显示, Unigene主要参与调控植物激素信号转导、植物形态发育、次生代谢过程以及能量代谢过程等生物学功能。进一步分析获得511个参与植物器官发育调控相关的转录因子。成功建立了多叶斑叶兰种质资源保存与高效离体再生体系,结合高通量转录组学技术,获得全面完整的多叶斑叶兰转录组信息特征,为后期多叶斑叶兰快速扩繁、遗传转化以及功能基因鉴定、遗传发育及其调控机制研究奠定基础。     

高浓度糖发酵制备乙醇

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖（木糖、葡萄糖）为发酵底物,通过培养基和培养条件的改变来确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件。研究结果表明：在24h发酵周期内初始木糖质量浓度为63．0g／L较适宜;在36h发酵周期内初始木糖质量浓度为72．0g/L较适宜。24h发酵周期内,在36．0g／L木糖中添加的葡萄糖质量浓度以54．0g/L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度达32．9g／L;36h发酵周期内,添加的葡萄糖质量浓度以72．0g／L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度为36．9g／L。以（NH4）2SO4为N源时较适合戊糖发酵制备乙醇,（NH2）2SO4的最佳质量浓度为1．1g／L。发酵前8h摇床转速为90r／min,后16h为150r／min,乙醇质量浓度较高,可达17．5g/L。     

新鲜蜂王浆和 6-BA对水稻种子萌发和离体白菜叶片叶绿素含量的影响

 经用10-3g/L、10-2g/L、10-1g/L 6-BA和10-2,10-1、1 g/L新鲜蜂王浆处理水稻种子和离体白菜叶片后,水稻种子发芽率均高于对照值,其中10-2 g／L的6-BA和1g／L的蜂王浆效果最佳。而离体白菜叶片叶绿素含量也比对照高,其中10-3 g/L的6-BA和l g／L的蜂王浆效果最佳。10-2 g/L的6-BA和10-2 g/L的蜂王浆混合处理白菜叶片,其效果要比单独用6-BA和蜂王浆处理好。     

白腐真菌落叶松锈迷孔菌产漆酶液体培养基的优化及其对染料的脱色作用

以白腐真菌落叶松锈迷孔菌(Porodaedalea laricis)胞外漆酶为响应值,通过将Plackett-Burman设计、最陡爬坡设计和Box-Behnken设计相结合,获得了P.laricis产胞外漆酶的最适培养基为:去皮马铃薯365.61 g/L、蛋白胨5.0 g/L、葡萄糖20.0 g/L、KH2PO41.0 g/L、MgSO47H2O 0.5 g/L、MnSO4 H2O 0.15 g/L、CaCl22H2O 0.03 g/L、酒石酸铵6.68 g/L、琥珀酸钠1.5 g/L、吐温800.48 mL/L、玉米芯46.43 g/L、维生素B10.01 g/L。在该条件下,P.laricis漆酶活性为3.29 U/mL,相比于优化前提高了2.81倍,与理论值3.32 U/mL相近,说明该模型准确可靠。此外,将漆酶应用于降解多种合成染料包括活性亮蓝X-BR、雷马素亮蓝R、酸性黑172、刚果红、亚甲基蓝、中性红、靛蓝、萘酚绿B和结晶紫,反应168 h后脱色率分别可达到95.64%、97.21%、36.11%、91.63%、61.42%、74.65%、48.60%、25.13%和68.80%。     

落叶松锈迷孔菌产多糖液体培养基的优化及其体外抗氧化活性

本研究通过响应面设计优化了落叶松锈迷孔菌产胞外多糖的液体培养基,并对其体外抗氧化活性进行了分析。结果显示,以落叶松锈迷孔菌胞外多糖产量为响应值,采用Plackett-Burman设计、最陡爬坡设计和Box-Behnken设计建立数学模型,获得落叶松锈迷孔菌产胞外多糖的最适培养基为：去皮马铃薯415.70g/L、蛋白胨10.80g/L、葡萄糖20.0g/L、吐温80 7.27mL/L、KH₂PO₄ 1.0g/L、MgSO₄?7H₂O 0.5g/L、CaCO₃ 0.57g/L、FeSO₄?7H₂O 0.3g/L、ZnSO₄?7H₂O 0.3g/L、维生素B₁ 0.01g/L、芦丁6.09g/L。在此优化条件下得到的多糖产量为3.07g/L,与理论值3.06g/L相近,相比于优化前提高了2.87倍,说明响应面法对于优化落叶松锈迷孔菌的液体培养基以提高多糖产量行之有效。此外,经过醇沉、透析和去蛋白等获得初步纯化的多糖可有效清除羟自由基、超氧阴离子、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基和2,2?-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)[2,2?-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid),ABTS]自由基。     

分批补料对木糖发酵生产乙醇的影响

以树干毕赤酵母为发酵菌种,纯木糖为发酵底物,通过分批补料来提高糖利用率以及乙醇得率。结果表明,在24h内,最佳初始木糖浓度为80g/L,在28h的发酵周期中,可以将木糖浓度提高至90g/L,在32h发酵周期内可以将木糖浓度提高至100g/L。通过分批补料,乙醇浓度得到明显提高。当总糖浓度分别为80g/L、90g/L时,24h发酵周期内,分批补料次数以1次为宜,乙醇浓度分别达30.95g/L、32.60g/L,相比于不补料即一次性投料,乙醇浓度分别提高了9.36%、9.18%。总糖浓度100g/L,28h发酵周期内,补料2次效果最佳,乙醇浓度达37.49g/L,比一次性投料下提高了10.36%,较一次性投料达到相同发酵效果缩短了4h。     

植物乳杆菌ZJ316生产细菌素

[目的]研究植物乳杆菌ZJ316生长和产细菌素的最佳培养基成分和发酵条件,以提高该菌产plantaricin ZJ316的能力.[方法]改变培养基成份和发酵条件,考察不同氮源、碳源等培养基成分和不同的发酵温度等条件对ZJ316生长和产细菌素的影响.[结果]最佳培养基为MRS培养基;优化后的培养基配方为葡萄糖10 g/L,麦芽糖10 g/L,酵母提取物10 g/L,蛋白胨10 g/L,柠檬酸三铵2 g/L,吐温80为1 Ml/L,K2HPO4·3H2O 6 g/L,乙酸钠5 g/L,硫酸镁0.2 g/L,硫酸锰0.05 g/L.培养基初始Ph6.5,30℃静置培养24 h.[结论]通过培养基成分和发酵条件的优化,细菌素产量提高了2.3倍,为进一步研究和规模化生产奠定基础.     

新鲜蜂王浆和6-BA对水稻种子萌发和离体白菜叶片叶绿素含量的影响

经用１０－３ｇ／Ｌ、１０－２ｇ／Ｌ、１０－１ｇ／Ｌ６ＢＡ和１０－２,１０－１、１ｇ／Ｌ新鲜蜂王浆处理水稻种子和离体白菜叶片后,水稻种子发芽率均高于对照值,其中１０－２ｇ／Ｌ的６ＢＡ和１ｇ／Ｌ的蜂王浆效果最佳。而离体白菜叶片叶绿素含量也比对照高,其中１０－３ｇ／Ｌ的６ＢＡ和１ｇ／Ｌ的蜂王浆效果最佳。１０－２ｇ／Ｌ的６ＢＡ和１０－２ｇ／Ｌ的蜂王浆混合处理白菜叶片,其效果要比单独用６ＢＡ和蜂王浆处理好。