高效降解棉酚菌株的分离鉴定及诱变选育

作为一种蛋白资源, 棉籽粕因其含有毒素——游离棉酚限制了其在饲料工业中的应用。为获得能高效降解棉籽粕中棉酚的菌株, 以醋酸棉酚为唯一碳源培养基从16份样品中筛选出一株高效降解棉酚菌株(Y-2), 经生理生化及18S rDNA鉴定为Pichia guilliermondii, 此菌种为非致病酵母, 且首次报道用于棉酚的降解, 在工业生产中具有潜在的应用前景。通过紫外诱变获得一株棉酚降解率更高的突变株YUV-51。通过对突变株YUV-51发酵温度、时间及接种量的初步优化, 获得其固态发酵优化条件: 30 °C培养48 h, 接种量0.025 g湿菌体/g棉籽粕, 初始水分含量50%。为避免游离棉酚在前处理中大量降解棉籽粕, 不进行湿热处理, 经接种发酵后脱毒率可达到58%。这使微生物脱毒在实际生产中应用成为可能。     

枯草芽孢杆菌产胞苷的初步研究

目的:通过对野生型枯草芽孢杆菌NO122的诱变筛选,选育出胞苷产生菌株。方法:以野生型枯草芽孢杆菌为出发菌株进行紫外线、硫酸二乙酯诱变,经3-脱杂氮尿嘧啶、5-氟胞苷结构类似物平板定向筛选产胞苷突变株;研究碳源、氮源、温度、初始pH值等发酵条件对该突变菌株产胞苷的影响。结果:经诱变传代后得到突变株TZM1012,该突变株在发酵温度37℃、初始pH7.2、摇床转速220r/min的条件下,摇瓶发酵72h,发酵液中的胞苷可达1.873g/L,并具有较好的遗传稳定性。结论:获得产胞苷生产菌株,并具有较好的遗传稳定性。     

耐高糖、高渗透压D-核糖高产菌株的选育及其发酵培养

以产D-核糖40-45 g.L-1的枯草芽孢杆菌突变株BFD-100810为出发菌株,通过紫外线、硫酸二乙酯等方法诱变处理,获得一株核糖高产突变株BFD-101106。对该突变株的产核糖能力进行了验证,并对发酵条件进行了研究。     

紫外线和硫酸二乙酯复合诱变选育PHB高产菌株

【目的】获得高产聚β-羟基丁酸酯(Poly-β-hydroxybutyricacid,PHB)菌株。【方法】以假单胞菌属Pseudomonas koreensis PK3菌株为出发菌株,采用硫酸二乙酯和紫外线相结合的诱变方法进行多轮诱变。【结果】经过初筛和复筛得到一株高产PHB突变菌株,命名为Pseudomonas koreensis UVCN-18。连续传代9次后,发酵28 h条件下,PHB产量达到15.94 g/L,占细胞干重69.54%,较原出发菌株Pseudomonas koreensis PK3(4.42 g/L)提高了2.61倍,并且该菌株具有良好的遗传稳定性。【结论】采用硫酸二乙酯和紫外线相结合的诱变方法,成功获得了一株高产PHB突变菌株。     

油田采出水石油烃降解菌分离、鉴定及高通量选育复合诱变菌株

【目的】为解决石油烃类物质(Total petroleum hydrocarbons,TPHs)引起的环境污染问题,提高野生型菌株对TPHs的降解率。【方法】基于微生物修复技术,通过富集培养、初筛和复筛从油田采出水中分离TPHs优势降解菌株,经形态学、生理生化以及16S rRNA基因序列分析确定其种属。采用紫外线与等离子体复合诱变技术,以96孔板发酵法替代摇瓶培养发酵,采用以多功能酶标仪双波长紫外光谱法测定为基础的高通量筛选方法选育TPHs高效降解菌株,并通过方差分析检验突变株的遗传稳定性。【结果】经鉴定,分离自采出水的野生型菌株PW04为多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium multivorum)。通过复合诱变获得了3株能够高效降解TPHs的突变菌株：S. multivorum PW04-H10、S. multivorum PW04-G9、S. multivorum PW04-A6,降解率分别为85.1%、82.7%、82.9%。遗传稳定性分析结果表明这3株菌遗传性能均稳定。【结论】经分离、诱变选育出的TPHs高效降解菌株其降解率最高达85.1%,与野生型菌株相比提高了48%,可显著降低环境中TPHs含量,有效修复原油污染环境。     

采用新型药物抗性选育高效黄酒酵母菌株

【目的】黄酒酵母菌种是影响大罐黄酒生产效率的关键因素之一,高发酵性能黄酒酵母的选育对于提升黄酒生产效率具有重要的实用意义。【方法】以一种药物抗性为基础设计快速初筛方法,对黄酒酿酒酵母XY进行诱变筛选得到克霉唑(CTZ)抗性的黄酒酵母突变株,进一步以酵母发酵性参数为指标筛选得到发酵速率提高的黄酒酵母新菌株XY-3。【结果】比较突变菌株与原始菌株酿造性能发现,XY-3菌株最大发酵速率较原始菌株提高5.21%。黄酒酿造小试结果显示发酵前4天XY-3菌株乙醇生成速率明显高于原始菌株,其最大乙醇生成速率从XY菌株的14.77 g/d提高到15.30 g/d。XY-3酵母菌株发酵速率的提高能够缩短黄酒发酵周期1-2天,有助于提高发酵设备的利用效率。进一步研究发现XY-3发酵速率的提升可能与XY-3菌株多药物抗性(PDR)有关。【结论】联合使用传统诱变和药物抗性筛选策略选育得到高效黄酒酵母新菌株,这种筛选策略也为发酵食品行业优良菌株的选育提供了一种新的思路。     

耐高温亚硝酸盐降解菌的分离、鉴定及降低雪茄烟叶亚硝胺的应用

【背景】烟草特有亚硝胺(tobacco-specific nitrosamines, TSNAs)是烟草于调制和发酵阶段产生的一类致癌物质,由烟草生物碱与氮氧化物发生亚硝化反应生成,生物碱和亚硝酸盐是TSNAs的直接前体物质。【目的】发掘适用雪茄高温发酵且显著降低TSNAs形成与积累的微生物。【方法】以TSNAs前体物质亚硝酸盐的高效降解为目标,对从雪茄烟叶分离得到的烟草源微生物菌株进行高温培养、亚硝酸盐降解及亚硝酸盐耐受能力研究,得到可于50℃高效降解亚硝酸盐及耐受高浓度亚硝酸盐的微生物菌株,将菌株应用于雪茄烟叶高温发酵35 d,对发酵前后亚硝酸盐、TSNAs、常规化学成分和中性香味成分含量进行测定,分析菌株在雪茄烟叶发酵中对TSNAs含量及烟叶品质的影响。【结果】获得了3株于50℃高效降解亚硝酸盐的菌株NY7、NY8和NY9,分别鉴定为莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis) NY7、耐盐芽孢杆菌(Bacillus halotolerans) NY8和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) NY9,其中B. halotolerans NY8亚硝酸盐降解能...     

可改良棉粕蛋白的菌株选育及其发酵

棉粕蛋白质含量高达38％~50％,然而作为饲料其蛋白质品质较差,饲料利用率较低。为提高其蛋白质利用率,从自然界筛选出了能够高效降解棉粕大分子蛋白质的优良菌株4株,经生化与分子生物学试验鉴定为Bacillus subtilis(2株,编号为H1和H7),Bacillus cereus (1株,编号为H9)和Aspergillus niger (1株,编号为P1)。通过单菌及组合发酵实验比较发现:最适宜菌种组合为B. subtilis(H1)和A. niger (P1)。两菌株组合发酵后,棉粕TCA-NSI(三氯乙酸氮溶指数)提高了25.34%,小分子多肽含量提高了11%,游离必需氨基酸提高了24%,蛋白质的体外消化率由44.56%提高到了78.61%,明显高于其他菌种组合,研究结果表明其组合发酵可有效改良棉粕蛋白品质,显著提高棉粕蛋白的饲用价值。     

牛粪堆肥中纤维素高效降解菌的筛选与产酶条件优化

【背景】纤维素是一种有待开发利用的生物质资源,对于能源危机、环境污染问题的解决具有重要作用。【目的】从牛粪堆肥中分离出产纤维素酶的细菌,研究该菌株的纤维素降解能力。【方法】采用纤维素固体平板刚果红染色法进行初筛、液体发酵纤维素酶活测定法进行复筛。【结果】筛选获得一株具有高产纤维素酶活性的解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens),命名为N5。单因素分析试验结果显示,菌株N5具有较好的pH、温度和盐度耐受性,正交优化试验结果表明,菌株N5产纤维素酶的最佳条件为：发酵初始pH 5.0,发酵时间96 h,发酵温度40℃。在此条件下,羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose, CMC)酶活为189.27 U/mL。此外,菌株N5能够在7 d内使水稻秸秆减重率达到19.35%。扫描电镜结果表明菌株N5能够有效促进水稻秸秆降解。【结论】菌株N5具有较高的纤维素酶活力,具有开发成高效好氧堆肥菌剂的潜质,这为固体废弃物中纤维素的生物转化提供了优质菌种资源。     

解淀粉芽孢杆菌诱变育种及其突变株在降低酱油中氨基甲酸乙酯的应用

【目的】通过诱变育种提高解淀粉芽孢杆菌JY06利用精氨酸的能力,并将其用于降低酱油中的氨基甲酸乙酯及前体,从而提高酿造酱油的安全性。【方法】采用等离子诱变和紫外诱变两种诱变育种方法对解淀粉芽孢杆菌JY06进行突变,应用高通量筛选手段获得具有高精氨酸利用能力的突变株,验证突变株降低酱油中氨基甲酸乙酯的能力。【结果】获得了12株精氨酸利用能力提高的突变株,与出发菌株JY06相比,突变株C12和E6可使酱油中瓜氨酸含量分别降低了15.6%和14.7%,EC的含量分别降低了19.3%和13.1%。【结论】通过等离子诱变和紫外诱变进一步提高了解淀粉芽孢杆菌JY06降低酱油中EC及其前体瓜氨酸的能力,具有控制或减少酱油中生物危害物的应用潜力。     

不同饲喂下棉铃虫肠道内生菌的分离鉴定及脱毒效果研究

[目的]本研究对比饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫(Helicoverpa armigera)肠道中可培养微生物的异同,并对筛选菌株进行棉酚耐受及降解作用的研究,为棉铃虫肠道微生物在棉源饲料中的脱毒作用提供理论和实验支持.[方法]通过饲喂不同饲料、醋酸棉酚单一碳源微生物选择性培养,分离饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫肠道可...     

一株产褐藻胶裂解酶的需钠弧菌筛选及酶解产物分析

[背景]褐藻胶裂解酶种类丰富、降解机制多样,是高效环保降解褐藻胶、制备褐藻寡糖的工具酶,成为褐藻植物高值化开发利用的研究热点.[目的]从海泥中筛选获得褐藻胶裂解酶高效产酶菌株,确定菌株发酵产酶最优条件,鉴定和分析酶降解产物,进而解析该酶的降解特性.[方法]以褐藻胶为唯一碳源,从海带养殖场附近海泥中筛选菌株,通过形态学观...     

贺兰山东麓优良本土酿酒酵母筛选及发酵特性分析

【背景】商业酵母的使用造成葡萄酒同质化问题严重,发掘优良本土酿酒酵母具有十分重要的意义。【目的】从168株宁夏本土酿酒酵母菌株中筛选出性能优良、具有出色葡萄酒发酵能力的菌株。【方法】基于杜氏管发酵试验和乙醇、高糖等耐受性试验分析产H2S能力及生长曲线测定的方法,筛选出发酵力好、耐受性强、低产H2S的本土酿酒酵母进行赤霞珠葡萄酒发酵试验,测定葡萄酒样基础理化指标、酚类物质和挥发性成分,探究筛选出的酿酒酵母发酵特性。【结果】初步筛选出发酵快速,能适应13%乙醇、350 g/L葡萄糖、250 mg/L SO2、pH 1.0的生存环境且低产H2S的4株本土酿酒酵母YC-E8、QTX-D17、QTX-D7、YQY-E18。菌株YC-E8产甘油能力强,所发酵酒样香气与商业酵母XR、F33最为接近,适用于赤霞珠葡萄酒的发酵。菌株QTX-D17发酵酒样中酒精、单宁、总酚和花色苷含量最高,表现出本土酿酒酵母优良的发酵特性。菌株QTX-D7所发酵酒样香气中乙酸乙酯、辛酸乙酯、1-壬醇等物质含量较高,赋予了葡萄酒香蕉味、苹果味、菠萝味、椰子味等愉悦花果香。【结论】最终筛选出3株优良本土酿酒酵母QTX-D17...     

一株高产洛伐他汀红曲霉的筛选与液态发酵条件优化

【背景】洛伐他汀(lovastatin)是红曲霉的次生代谢产物,是重要的临床用降血脂药物。在液态发酵条件下,红曲霉的洛伐他汀产量较低,难以满足工业化生产的要求。【目的】筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,并通过优化液态发酵条件提高洛伐他汀的产量。【方法】从红曲米中筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,依据形态学特征、生理生化特性及18S rRNA基因序列分析对分离菌株进行鉴定;通过响应面法对其产洛伐他汀的液态发酵条件进行优化。【结果】获得一株产洛伐他汀的紫红曲霉(Monascus purpureus M4),该菌在甘油57.80g/L、酵母浸粉5.52 g/L、接种量为6.90%条件下,洛伐他汀产量(173.60 mg/L)较优化前提高了4.8倍。【结论】菌株M4产洛伐他汀最优液态发酵条件的建立,为洛伐他汀的大规模生产及该菌株的工业化应用提供了技术支撑。     

苏云金芽胞杆菌等离子复合体诱变提高抗鳞翅目害虫的杀虫毒力

[目的]苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)D18对鳞翅目、鞘翅目等农业害虫具有杀虫毒力,本研究拟通过复合诱变育种,筛选出杀虫毒力更高的突变菌.[方法]经四轮室温常压等离子体(ARTP)诱变和一轮ARTP-NTG复合诱变后,镜检形态观察与生物毒力测定筛选高毒力菌株,SDS-PAGE检测C...     

尼古丁降解菌SCUEC1菌株的分离及其降解基因

【目的】分离并鉴定1株具有尼古丁降解能力的细菌,研究其尼古丁降解特性并对其降解基因进行分析,为尼古丁微生物降解提供基础。【方法】从烟草种植地土壤中分离1株具有尼古丁降解能力的细菌,通过16S r RNA基因和生理生化特性对该菌株进行鉴定,检测该菌株尼古丁降解率与生长量的关系,并进一步对该菌株进行尼古丁浓度耐受性测定,采用高通量测序技术对菌株进行全基因组测序,BLAST比对分析尼古丁降解相关基因。【结果】筛选到1株具有尼古丁降解能力的细菌,经鉴定命名为根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumerficience)SCUEC1菌株,根癌土壤杆菌SCUEC1菌株尼古丁降解率可达到94.81%,该菌株在尼古丁浓度为0.50–5.00 g/L范围内生长良好且有较高的尼古丁降解能力。对根癌土壤杆菌SCUEC1菌株全基因组序列进行BLAST比对分析,推测该菌株的尼古丁降解代谢途径与中间苍白杆菌SYJ1菌株的尼古丁降解途径相似。【结论】本研究揭示了Agrobacterium tumerficienceSCUEC1菌株具备尼古丁降解特性,初步推测出尼古丁降解相关基因和降解代谢途径,为尼古丁微生物降解提供基础。     

发酵产泡性能降低的解脂耶氏酵母菌株的获得及其评价

微生物发酵过程中泡沫的产生是发酵领域遇到的共性问题。在不影响发酵性能的前提下抑制菌株的产泡,对简化操作以及降低发酵成本具有较为重要的意义。解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica,之前称为Candida lipolytica)是一种常用的合成生物学底盘,也是合成赤藓糖醇等功能糖醇的生产菌株。但在发酵合成赤藓糖醇的过程中会产生大量的泡沫,需要添加消泡剂以消除泡沫。【目的】本研究旨在开发一种产泡能力显著降低的解脂耶氏酵母新菌株,以减少赤藓糖醇发酵过程中消泡剂的添加。【方法】本研究利用解脂耶氏酵母中非同源靶向重组占支配地位的原理,采用一段外源DNA随机插入基因组的手段,随机突变基因组,改变菌株的发酵产泡性能,使突变株在发酵过程中不产泡或者降低其产泡的能力。【结果】通过筛选,获得一株在发酵过程中产泡性能显著降低的工程菌株,该菌株在保留高效合成赤藓糖醇性能的同时,显著降低了泡沫的产生。【结论】所获得的菌株对工业发酵合成赤藓糖醇具有较为重要的意义,也为控制其他微生物发酵过程中泡沫的生成提供了思路。     

短乳杆菌与植物乳杆菌的发酵特性

【背景】目前对于酸菜发酵的研究主要关注点是植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),有关短乳杆菌(Lactobacillus brevis)在酸菜方面的研究报道很少。【目的】为了挖掘短乳杆菌的发酵性能并开发酸菜发酵剂,将2株短乳杆菌分别与1株植物乳杆菌进行组合并发酵酸菜,分析短乳杆菌对酸菜发酵品质的影响。【方法】分别测定短乳杆菌与植物乳杆菌的单菌株生长产酸性能、耐酸性及亚硝酸盐降解力,并将两菌种组合后发酵酸菜,分析1-7d内酸度、乳酸菌活菌数、亚硝酸盐含量及酸菜质构特性的变化趋势。【结果】相较于短乳杆菌Lb-9-2,短乳杆菌Lb-5-3的生长和产酸速率较慢、酸耐受力较弱,但其亚硝酸盐降解力较强。两株短乳杆菌分别与植物乳杆菌Lp-9-1组合后产酸力显著增强,并在3 d时达到最低pH值(约3.10);植物乳杆菌Lp-9-1的添加使酸菜中总体乳酸菌生长延迟,在5 d时达到最高活菌数;组合菌种的样品中亚硝酸盐含量在1-7 d内变化较为平缓,前5天内两个组合之间差异不显著;接种乳酸菌会降低酸菜硬度和弹性,发酵3d时Lb-5-3/Lp-9-1组合的硬度最大,感官评价得分最高。【...