L-缬氨酸高产菌株的选育研究

以产L-缬氨酸的谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)为原始菌株,利用注入低能氮离子束进行一系列诱变,获得一株稳定的高产L-缬氨酸突变菌株。摇瓶培养96h后发酵能力可达38.0g·L-1,较出发菌株提高18.01%。通过对摇瓶中葡萄糖、玉米浆浓度及培养条件进行优化,发酵能力达到40.6g·L-1,50L发酵罐的发酵能力可达70g·L-1左右。     

L-精氨酸高产菌株的选育

以谷氨酸高产菌种LH谷氨酸棒杆菌为出发菌株,用化学试剂亚硝基胍(NTG)诱变,经结构类似物磺胺胍和摇瓶产酸筛选,获得一株产L-精氨酸的菌株LH425,在摇瓶发酵中,培养96h,产酸率38g·L-1。     

结合缺陷型菌株显色法采用离子束诱变筛选高产L-精氨酸突变株

为快速高效筛选L-精氨酸高产突变株,建立一种缺陷菌株平板显色法并采用低能N+离子束对L-精氨酸生产用菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5进行诱变处理,通过上述平板显色法筛选获得高产突变株.对突变株进行摇瓶发酵实验,最终选育出一株L-精氨酸产量较高且产酸性能比较稳定的突变菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5-36.该菌株摇瓶发酵L-精氨酸产量可达35.85 g/L,比出发菌株提高了19.5％.因此,缺陷型菌株平板显色法可以用于快速、高效筛选高产L-精氨酸突变株.     

产赤藓糖醇菌种的诱变育种

以耐高渗酵母为出发菌株,采用紫外线诱变处理,得到了一株变异株C1。其摇瓶发酵产赤藓糖醇24．9g／L左右。通过摇瓶发酵试验,研究了菌株C1的遗传稳定性。研究结果表明,经多次传代实验,菌株C1的发酵产糖醇能力没有改变,表明其是稳定的变异株。赤藓糖醇的产量由诱变前的12、594g／L提高到24.943g／L,提高了98.1％。关键词：     

丝氨酸生产菌的筛选及静息细胞培养系统中L-丝氨酸的合成

从广西隆安县沼气池里的残渣中筛选到一株能以甲醇为唯一碳源生长的MB200菌株。根据常规形态特征、生理生化性状及16S rDNA基因序列分析将其鉴定为甲基杆菌属(M ethylobacteriumsp.)。其最佳生长条件为:温度32℃、pH值8.0、甲醇体积分数1.25%。建立了MB200生成L-丝氨酸的静息细胞培养系统。确定静息细胞培养的条件为:甘氨酸质量浓度为10 g.L-1,甲醇50 g.L-1,菌体质量浓度为30 g.L-1,pH8.9,于摇床250 r.m in-1,32℃静息培养48 h,L-丝氨酸产量为7.2 g.L-1。     

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的敲除对于谷氨酸棒杆菌V1生理代谢的影响

【目的】L-缬氨酸生物合成的前体物质是丙酮酸。为了增加磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸的代谢流向,优化L-缬氨酸前体物质的供应,以一株积累L-缬氨酸的谷氨酸棒杆菌V1(Corynebacterium glutamicum V1)为对象,构建磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因敲除的重组菌株C.glutamicum V1-Δpepc,并研究pepc敲除后菌株生理特性的改变。【方法】运用交叉PCR方法得到pepc基因内部缺失的同源片段Δpepc,并构建敲除质粒pK18mobsacB-Δpepc。利用同源重组技术获得pepc基因缺陷突变株C.glutamicum V1-Δpepc。采用摇瓶发酵对C.glutamicum V1-Δpepc进行发酵特性的研究。对谷氨酸棒杆菌模式菌株C.glutamicum ATCC 13032、出发菌株C.glutamicum V1和敲除菌株C.glu-tamicum V1-Δpepc的丙酮酸激酶(Pyruvate kinase,PK)、丙酮酸脱氢酶(Pyruvate dehydro-genase,PDH)、丙酮酸羧化酶(Pyruvate carboxylase,PC)分别进行测定和分析。【结果】PCR验证以及PEPC酶活测定都表明筛选到pepc缺陷的突变菌株C.glutamicum V1-Δpepc,摇瓶发酵结果表明,突变菌株C.glutamicum V1-Δpepc不再积累L-缬氨酸而是积累L-精氨酸达到7.48 g/L。酶活测定结果表明出发菌株的PDH和PC酶活均低于模式菌株C.glu-tamicum ATCC13032和重组菌株C.glutamicum V1-Δpepc,出发菌株的PK与PEPC酶活与模式菌株没有较大的差异。【结论】研究表明,通过切断PEPC参与的三羧酸循环的回补途径,增加磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸的流向使丙酮酸向TCA循环的流量增加,精氨酸的累积量提高。同时,以丙酮酸为前体的L-缬氨酸和丙氨酸的积累量降低。     

低能离子注入L-乳酸生产菌种选育与发酵条件初步优化

通过20keV氮离子注入L-乳酸生产菌(Bacillus coagulans)筛选到一株产量比出发菌株提高10％的高产菌株RS12-6C,经多次传代实验表明该菌遗传稳定性较好。并对其发酵条件如接种量、装液量、摇床转速、温度等进行初步优化,在含糖150g/L的摇瓶中发酵,其L-乳酸产量达到117g/L。     

L-异亮氨酸产生菌的选育

以黄色短杆菌BF420为出发菌株,经紫外线和亚硝基胍复合诱变处理后,单菌落分离筛选到一株营养缺陷型突变菌株BF35(Lys-).进一步采用氨基酸结构类似物S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸(AEC)、α-氨基丁酸(α-AB)进行抗性筛选,获得一株带有遗传标记的L-异亮氨酸高产突变株BF3510(Lys-+AECr +a-ABr).该菌株在培养基未优化的条件下摇瓶产酸量为6.4g·L-1,比出发菌株增加了83％.     

产L-谷氨酸工程菌株的诱变选育及其发酵效率

以高产L-谷氨酸的谷氨酸棒杆菌GY1为研究对象,采用ARTP进行全局诱变,进一步提高L-谷氨酸的发酵水平。首先,对谷氨酸棒杆菌GY1原生质体的制备及再生条件进行优化,接着,根据致死率选择最佳的ARTP处理时间,然后,采用96微孔板及摇瓶发酵的方式对突变株进行筛选,最后,对获得的优良突变株进行50 L罐发酵验证。结果显示,溶菌酶浓度为10.0 mg/mL,酶解90 min,原生质体形成率和再生率达到最佳。ARTP最佳处理时间为40 s,致死率达到89.6%,经过初筛与摇瓶复筛,获得突变株YAG117,其摇瓶发酵L-谷氨酸含量达16.3 g/L,较出发菌株提高13.9%,且连续传代五代遗传稳定。50 L补料分批发酵条件下,L-谷氨酸产量在36 h最高,达到216.6 g/L,较出发菌株提高12.9%,糖酸转化率达68.87%,比出发菌株提高了10.2%。ARTP处理GY1菌株原生质体,能够有效积累有利突变,提高突变株发酵生产L-谷氨酸的能力,获得的突变株YAG117也显示了较好的工业化应用潜力。     

宁康霉素产生菌海洋地衣芽孢杆菌BAC-9912的诱变育种

宁康霉素(Nincomycin)产生菌BAC-9912经紫外线单因子和亚硝基胍化学试剂诱变后,获得两株高产菌株9912-7-2U(UV处理获得)和9912-2U-32N(NTG处理获得),其摇瓶效价分别为176.464×105u·L-1和217.808×105u·L-1。比出发菌株效价分别提高126.9%和180.0%。连续传代摇瓶效价稳定。初步建立了形态观察法和琼脂块大通量法两种初筛模型。     

氨基酸对于Monascus ruber生物合成Monacolin K影响的研究

在Monacolin K发酵中添加氨基酸后发现较高质量浓度的氨基酸高度抑制了Monacolin K的产量。0.1 g.L-1的D-甲硫氨酸在发酵第4 d添加可以提高产量30%以上,而L-甲硫氨酸则没有此功能,D,L-甲硫氨酸因D-甲硫氨酸的关系也有一定的增产效果。以甲硫氨酸代替蛋白胨作为主要氮源,则抑制了polyketide途径的前期步骤,因此严重抑制了色素及Monacolin K的生产。另外,发现1 g.L-1的L-苯丙氨酸的添加时间越早越有利于Monacolin K的生产,在起始时添加发酵单位可达135.9 mg.L-1,可能是因为L-苯丙氨酸经过脱氨后,可以进入polyketide途径从而促进了Monacolin K的生产。     

D-核糖生产菌的选育及发酵工艺的改进

通过对菌株BX-2(Bacillus subtilis)的紫外诱变和硫酸二乙酯的诱变处理得到D-核糖高产菌株BY-5。36℃,pH6.8,250 r.m in-1条件下培养72 h,其D-核糖产量从开始的55.0 g.L-1提高到68.0 g.L-1。蔗糖和葡萄糖的混合碳源发酵,D-核糖产量达到75 g.L-1。当D-葡萄糖被蔗糖部分替代后,D-核糖生产能力得到了提高。     

灵芝液体发酵清除自由基活性产物发酵条件的优化

以红灵芝(Ganoderma.lucidum)为实验菌株,对其液体发酵活性产物清除自由基的发酵条件进行了研究。实验考察了培养基成分对灵芝液体发酵所产生的有效产物清除自由基能力的影响。结果表明,葡萄糖、酵母粉分别为灵芝发酵活性产物清除自由基效果较合适的碳源、氮源,最佳质量浓度分别为40 g.L-1和3 g.L-1,清除自由基的能力分别为55.7%、40.8%和66.5%、50.6%;铁离子对灵芝发酵产物清除超氧阴离子具有明显的效果,适宜质量分数为70×10-6;清除超氧阴离子的能力为54.6%,而硒离子对灵芝发酵产物抑制羟自由基有明显的促进作用,最适的质量分数为90×10-6清除羟自由基的能力为67.7%。油酸能促进灵芝发酵产物的清除超氧阴离子和羟自由基的能力,适宜的质量分数为0.1%,清除两种自由基的能力分别为:73.7%,53%。     

光合细菌产辅酶Q10发酵条件的研究

利用均匀设计原理进行实验设计 ,对光合细菌R .capsulatusMT1131产辅酶Q10培养基配方及培养条件进行优化 ,结果当培养基中酵母膏质量浓度为 3 .13g·L- 1 ,硫酸铵 0 .8g·L- 1 ,Mg2 + 0 .6 4g·L- 1 ,Fe2 + 45 .2mg·L- 1 ,Mn2 + 18mg·L- 1 ,Co2 + 16mg·L- 1 ,培养基初始pH值为 7.0时 ,于 30℃ ,光照强度为 2 0 0 0Lx条件下培养 4天后 ,菌体中辅酶Q10质量浓度由 15 .2 13mg·L- 1提高至 2 0 .36 5mg·L- 1 ,产量提高约 33.87%。     

矮晚柚的组织培养与快速繁殖

以矮晚柚种子萌发的无菌苗为实验材料,利用茎尖和上胚轴诱导丛生芽的发生,利用丛生芽获得再生植株。实验表明:矮晚柚成熟和未成熟种子在1/2MS、MS上均能萌发,萌发率最高可达96%,成熟种子萌发的无菌苗更利于后期的分化。最适外植体为无菌苗的上胚轴,筛选出丛生芽最佳增殖培养方案为MS+6-BA 2.0 mg·L~(-1)+NAA 0.1 mg·L~(-1)+蔗糖40 g·L~(-1)+靠近茎尖上胚轴,最高增殖系数达8.4,最佳生根培养基为1/2MS+NAA 0.2 mg·L~(-1)+IBA 0.2 mg·L~(-1)+活性炭0.2 g·L~(-1),生根率达90%以上。移栽至蛭石+珍珠岩+营养土(1:1:2)的营养砵上,成活率可达80%。     

基因工程菌1020的培养优化及木聚糖酶部分特性研究

对基因工程菌1020培养基成分及培养条件进行了优化。结果表明,Mg2+、Mn2+、Zn2+三种金属离子可促进发酵产木聚糖酶。180 r.m in-1的摇床转速可满足70 mL/500 mL装液量的溶氧需求。最适培养温度为30℃,pH值为7.0。优化后的酶活为优化前的2.09倍。全细胞木聚糖酶的酶学性质表明该酶有两个最适pH值,分别为7.0与9.0。金属离子Ca2+,Fe3+,Fe2+对酶活有促进作用。pH7.0时Km为36.7095 mmol.L-1,Vm为0.3829 mmol.L-1.m in-1;pH9.0时Km29.9945mmol.L-1,Vm 0.2165 mmol.L-1.m in-1。     

L-色氨酸生产菌的选育及其发酵条件的研究

以代谢控制发酵理论为指导 ,对L -色氨酸产生菌的定向选育、摇瓶发酵条件、30L发酵罐发酵条件进行了研究。以谷氨酸棒杆菌Tx5 - 32 (Phe- +Tyr- )为出发菌株 ,经硫酸二乙酯 (DES)多次诱变处理 ,定向选育出一株L -色氨酸产生菌TQ2 2 2 3(Phe- +Tyr- +5 -MTr+5 -FTr+SGr+CINr)。以摇瓶分批发酵最优条件为基础 ,对菌株TQ2 2 2 3进行了 30L发酵罐分批发酵试验 ,该菌株发酵 6 4h ,产L -色氨酸 7.2 8g·L- 1 。     

L-谷氨酰胺生产菌的选育和发酵工艺优化

用上海迪赛诺原L-谷氨酰胺生产菌种GB20为出发菌株,利用亚硝基胍诱变方法进行诱变筛选,获得目标株GB20-9090,再以目标株为发酵菌种,经过发酵过程的工艺优化,在5L小发酵罐生产水平达75g·L-1以上,在70M3发酵罐生产水平达70g·L-1以上。