低能氮离子注入大肠杆菌诱发的生物学效应研究

研究离子注入的诱变和导入外源DNA的生物学效应,用低能氮离子注入处理大肠杆菌野生型菌株MC4100A,将含水母绿色荧光蛋白基因的质粒导入细胞中。实验结果表明,在一些转化子中绿色荧光蛋白的表达或折叠受到了影响,一些转化子丧失了分裂后分离能力,且细胞膜有一定程度的损伤,为进一步研究微生物细胞分裂和蛋白质折叠机理提供了菌株。故低能氮离子注入对微生物细胞的诱变效应和导入外源DNA效应的有机结合将使离子注入技术在生物学基础研究中有着广泛的应用前景。     

低能离子注入诱变选育漆酶高产菌株

利用低能N+束注入技术对漆酶产牛菌灵芝菌(Ganoderma lucidum)U60菌丝体进行辐照诱变.通过研究15 keV能量下不同注入剂量与灵芝菌存活率及突变率的生物学效应关系,确定了在2.6×1015-3.9×1015ions/cm2注入剂茸范围内可获得高比例正突变株.选择3.12×1015ions/cm2的注入剂量参数后,经多轮注入诱变,获得了遗传性稳定的漆酶高产突变株UIM-281;发酵产酶实验表明,UIM-281的产漆酶活力峰值分别是出发菌株U60的1.7倍及2.28倍,且产酶发酵周期相对缩短24 h,是工业发酵中更加经济高效的灵芝漆酶发酵菌株.     

氮离子注入选育阿维拉霉素高产菌株的研究

以提高产绿链霉菌(Streptomyces viridochromogenes)SV-1产阿维拉霉素(Avilamycin)产量为目的,采用低能氮离子注入技术,辅之以链霉素抗性筛选法进行诱变选育研究。结果表明,“马鞍”区域即注入剂量范围在3×10~(15)～5×10~(15)ions/cm~2诱变效果最佳,菌株的抗药性突变与产量突变密切相关,链霉素抗性筛选法具有可行性。在摇瓶条件下,最终获得稳定性良好,阿维拉霉素产量达到83．5mg/L,较出发菌株提高195%的突变株SVT-45。实验表明,离子注入技术是一种有潜力的微生物诱变育种新方法。     

氮离子注入诱变选育恩拉霉素高产菌株

利用氮离子注入对链霉菌的诱变效应,筛选高产恩拉霉素的变异菌株。利用不同剂量的氮离子对杀真菌放线菌S.fungicidicus NL629-3菌株进行诱变处理,研究低能氮离子注入对其存活率及产恩拉霉素能力的影响。低能氮离子注入剂量在60×1013ions/cm2时对链霉菌的诱变效应显著,试验得到了5株恩拉霉素产量较高的突变菌株,其中N3-643菌株经连续传代4次,遗传稳定性较好,其摇瓶发酵水平较对照提高了41%,放大发酵生产后平均发酵水平提高25.8%。离子注入诱变是获得高产恩拉霉素突变菌株的有效方法。     

N+离子注入诱变选育中性蛋白酶高产菌株及发酵条件的研究

对产中性蛋白酶的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)AS1.398进行离子注入诱变,从正突变率较高的注入剂量30～50 × 1014 ions/cm2范围内,筛选出一株高产菌株ZC-7.该菌株在优化了的摇瓶培养基中,培养42h,产酶可达16900U/mL.在7L发酵罐上控制pH6.0～7.0,溶氧10%～20%.以32℃3～40℃～30℃变温发酵42h,酶活力最高可迭19680U/mL,为初始菌株的2.1倍.     

复合诱变选育高产GSH的菌株

目的:选育出GSH的高产菌株.方法:以产GSH的产朊假丝酵母(Candida utilis)为出发菌株,利用紫外-超声波复合诱变.结果:筛选得到ZnCl2抗性突变株UU3,GSH菌体含量为53.50mg·g-1,比出发菌株提高137.03%.结论:突变株UU3遗传性能稳定,可做进一步研究.     

谷氨酰胺高产菌株的定向选育研究

采用谷氨酸棒杆菌S9114为出发菌株,经γ-射线—硫酸二乙酯—γ-射线诱变,磺胺胍抗性筛选后,定向选育出1株高产菌株SH77。在适宜的条件下积累谷氨酰胺平均为38.9g/L,最大达39.3g/L,比出发林提高了3.81倍。该菌株在最优化代谢控制发酵工艺条件下,谷氨酰胺产量最高达56.2g/L。     

激光诱变选育高产PUFAs真菌菌株的研究

采用PIV400型Nd：YAG激光器,对少见报道的产PUFAs丝状真菌菌株Monoblepharis polymorpha Comu进行激光诱变育种。在激光照射剂量：波长532nm,功率50mW,时间10min下,孢子致死率为75％-80％。突变株中w-3系列PUFAs正突变率大于80％,w-3系列突变株FPAm59传代10代以上性能稳定,在土豆基质上摇瓶培养6d后,生物量达到8g/L,产油率53．4％,GLA343．1mg／L、从1209．0mg／L、EPA125．1mg／L、DHA119．4mg／L;分别比对照菌株提高了2．5倍、9．7倍、18．0倍、6．6倍、10．3倍、3．8倍。结果表明,激光诱变育种是获得PUFAs高产菌株尤其是生产w-3系列PUFAs菌株的有效方法。     

微波诱变L(+)-乳酸高产菌株的选育

为了获得L-乳酸高产菌株,对干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）CICC6028进行微波诱变。通过考察微波辐照功率和时间等因素对诱变结果的影响,得出最佳诱变方法是：间歇诱变方法,微波输出功率480W,辐照时间40s。最后得到一株遗传稳定的L（＋）-乳酸高产菌株MW-46,产酸量最高为98．12g／L,与出发菌相比,提高了54．14％。     

紫外、离子注入法对白腐真菌诱变效应的初步研究——多酚氧化酶菌株的选育

对白腐真菌F4孢子悬液进行紫外、N+离子注入诱变.诱变后待孢子长出单菌落,滴加茴香胺等多酚氧化酶底物,观察其颜色变化;经发酵筛选,获得一株多酚氧化酶高产菌POP5,漆酶活力是原出发菌株的16倍,并且得到一株多酚氧化酶缺失菌株POL1.紫外诱变,孢子浓度为106～108个/ml,照射时间1～2min;N+离子注入,孢子浓度为105～106个/ml,能量20Kev,剂量为5×1014ons/cm2,每个平板上生长30个左右菌落是最佳诱变选育条件.与其它真菌的孢子相比,N+离子注入法对白腐真菌F4孢子的致死率较大.     

低能离子注入在CGTase高产菌株选育中的应用

应用能量30keV、剂量为5×1015N /cm2的离子注入对环糊精葡萄糖基转移酶产生菌进行诱变育种,得到液体发酵24h产酶高于出发株50%以上的菌株11株。5代传代试验表明诱变后得到的高产菌株产酶具有较好的传代稳定性。     

N~+离子注入选育高产氨基酰化酶菌株的研究

选用N~+离子注入的方法对米曲霉(Aspergillus oryzae)CICC 2339-1进行诱变育种,通过三角瓶发酵法筛选氨基酰化酶高产株。N~+离子注入选择能量为10 KeV,剂量在(1.30～4.94)×10~(15)ions/cm~2之间。根据剂量与存活率以及剂量与突变率曲线选择最佳的注入剂量。通过三角瓶发酵筛选得到突变菌株SN-110-15其酶活提高率为139.5%,诱变试验效果显著。     

Gelation of gellan gum aqueous solutions studied by polarization modulation spectroscopy

Circular birefringence (CB, or optical rotation) and linear birefringence (LB) were measured for gellan gum aqueous solutions with and without salt to examine the gelling system in the helical structure as well as in the orientation. It was found that gelling samples with salt show nonzero LB values, whereas LB is zero for the samples without salt even in the gel state. This difference can be explained by the thermal deformation of the system containing anisotropic aggregations of helices formed with the shielding effect of the added salt on the intramolecular and intermolecular electrostatic repulsions. Considering that the presence of LB in the system affects the estimation of CB, we developed an original procedure of the CB measurement to eliminate the contribution of LB. It was shown that our methods for eliminating the contribution of LB can improve the CB measurement for the gellan gum gel. The temperature dependence of [alpha] for the samples with salt in the gel state is quite different from that for the samples without salt, suggesting that the aggregates of helices in the samples containing a high concentration of salt form a supramolecular structure that contributes to CB.     

N+注入选育产蛋白酶益生菌及其生物学效应研究

试验研究了N+注入选育产蛋白酶益生菌及其生物学效应.经N+反复注入诱变筛选,突变高产菌株的酶活由出发菌株的75.8IU.g-1提高到631.6IU.g-1;利用中心组合设计原理摸索出了突变菌株最佳产酶条件即麸皮24.83%,豆粕23.68%,水50%,硫酸铵1.49%,发酵温度30℃,发酵时间66h,培养基pH 5.5.生物学效应研究发现真空处理对活细胞有明显伤害;孢子存活率先是随着注入剂量加大而迅速降低,当注入剂量加大到50×2.6×1013 ions/cm2时存活率出现平缓回升,注入剂量超过100×2.6×1013ions/cm2时存活率又再次开始下降;注入剂量越大,孢子突变率越高,中等注入剂量30×2.6×1013N+/cm3～80×2.6×1013N+/cm2可引起较高的正突变率;ESR谱研究结果表明,N+注入前和注入后都有自由基ESR波谱单一峰,随着注入剂量的增大,孢子内的自由基ESR波谱的强度也逐渐增大;SEM观察发现,未经N+注入的孢子较为完整、饱满且表面光滑,而经注入后的孢子表面粗糙,可见明显的刻蚀损伤和破壁现象,并且注入剂量越大,伤痕也越深宽.试验结果提示N+注入是一种有效的动物益生菌选育方法.     

离子注入麦角甾醇酵母选育研究

用10 keV、剂量为2.6×1013N+/cm2～8.0×1014N+/cm2的氮离子注入产麦角甾醇酵母,可产生可遗传的变异.离子注入产麦角甾醇酵母的存活率与注入剂量呈负相关,在存活率为25%～45%,即注入剂量为1.3～2.3×1014N+/cm2时菌种有较高的正变率.最终筛选到的高产菌株YA1和YA2,麦角甾醇得率较出发菌株分别提高了60%和55%.经复筛及传代实验表明高产菌株遗传性能稳定.     

离子束注入对衣康酸生产菌种的改良

用10keV、剂量5.2×10~(14)～5.2×10~(15)ions/cm~2的氮离子注入衣康酸生产菌株土曲霉A9003,在2％LiCl抗性平板筛选到一株能在39℃发酵的衣康酸高产菌株。该菌株在30L发酵罐发酵产酸7.5％,转化率60.1％,发酵周期50h。     

Maturation of somatic embryos of Pinus strobus is promoted by a high concentration of gellan gum

Application of somatic embryogenesis to Pinus strobus clonal propagation and genetic improvement was hampered by the difficulty in achieving synchronous maturation of a large number of somatic embryos that would germinate and produce plants. Media containing abscisic acid (80 μ M ) and osmotic agents such as sucrose, polyethylene glycol and/or dextran did not sustain development of mature somatic embryos from plated embryonal masses. This indicated that factors other than osmotic agents might be involved in sustaining development of Pinus strobus somatic embryos to maturity. It was subsequently found that media lacking osmotica but containing a high concentration of gellan gum (1%) induced significant improvement in the development of mature somatic embryos in the presence of 80 or 120 μ M abscisic acid. This positive effect was independent of the genotype and all four tested lines displayed similar responses. Media containing gellan gum at concentrations from 0.4 to 1.2% formed gels that varied in their strength. Gel strength was proportional to the concentration of gellan gum in the specific medium but varied depending on the medium formulation. Gel strength increased with the duration of storage of the culture medium by 46% (SD 14) after 14 days of storage. Preliminary results showed that embryos matured on high gellan gum media displayed improved germination frequencies. These results indicate that in Pinus strobus the water status and possibly other medium characteristics that are influenced by increased concentration of gelling agent have stimulatory effects on maturation of somatic embryos.     

离子注入微生物诱变育种的研究与应用进展

离子束作为一种新的诱变源虽然在微生物上的应用起步较晚,但成果显著。这项技术适用于多种微生物,也可以和其它方法结合对菌种进行复合诱变,同样离子束介导转基因技术不仅适于植物细胞,对微生物细胞也是可行的。这一技术在对微生物诱变育种的研究中,表现出比传统诱变方法高的诱变效率,利用离子注入进行微生物菌种改良已在生产实践中得到广泛的应用,并取得了显著的经济效益和社会效益。对离子注入微生物诱变育种的理论研究进展和实际应用情况进行了综述。