小球藻的甲基磺酸乙酯诱变及产EPA的条件研究

小球藻是海水养殖系统中常用的单细胞微藻,繁殖能力强,易于规模化培养,且可合成不饱和脂肪酸EPA、DHA等多种活性物质,在医疗和保健品开发中具有很高的应用价值。目前商业化培养的藻种多从自然界中直接获得,活性物质的产量较低且藻种易退化。为了获得EPA产量更高的藻种,该研究利用0.6%EMS对小球藻进行诱变,利用尼罗红染色法进行初筛并通过单细胞分离技术得到1株突变株EC1,通过气象色谱测定其EPA产量。结果表明:与出发藻株相比,突变株EPA(二十碳五烯酸)产量提高了8.97%。根据单因素试验确定突变株生长及产EPA的合适培养条件,再通过正交试验筛选出培养条件的优化组合,表明突变藻EC1株产EPA的较适条件为NaNO_375 mg·L~-1,p H7.5,昼夜温度17~15℃,接种量为12%,在此条件下培养7d其EPA的产量可达25.38 mg·g~-1,传代实验表明突变藻株具有较好的遗传稳定性。该研究结果为进一步利用小球藻规模化生产EPA奠定了基础。     

两株钝顶螺旋藻紫外诱变株的特征

采用紫外诱变的方法筛选获得了两株优良的稳定钝顶螺旋藻突变株M1-3和M5-1,与出发株相比,M5-1较粗大,M1-3较细,但长很长,藻体螺旋数超过40;两株突变株的生长速度和光合放氧速率均有显著提高;M1-3的藻蓝蛋白含量高于出发藻株20.2%;突变株的长碳连不饱和脂肪酸含量高于出发藻株,总脂中M1-3含花生四烯酸（20：4）4.93%、M5-1含EPA（20：5）2.49%。两株突变株对NH4^ 和Zn^2 的抗性也发生了改变。     

集胞藻PCC 6803高产精氨酸藻株的紫外诱变选育

精氨酸在医药和食品工业上具有广泛用途。集胞藻PCC 6803是单细胞蓝藻, 能利用工业废气(主要成分是氮氧化物NO_x)与水反应生成的硝酸盐和亚硝酸盐合成氨基酸等化合物, 因而选育高产精氨酸藻株, 不仅能提高精氨酸产量, 而且能去除工业废气中的NO_x, 具有潜在的应用前景。研究在集胞藻PCC 6803中利用紫外诱变, 筛选抗0.8 g/L D-精氨酸和抗0.2 g/L 6-氮尿嘧啶的突变株, 选育到了一株精氨酸产量显著提高的突变株#13807-111-55, 它每OD₇₃₀值细胞的胞外精氨酸产量相比出发株提高了62.3倍, 达到(0.76±0.1) mg/(L·OD₇₃₀), 总精氨酸产量相比出发株提高了6.0倍, 达到(0.82±0.08) mg/(L·OD₇₃₀)。该突变株每OD₇₃₀值细胞的胞外精氨酸产量明显高于胞内, 表明该突变藻株是精氨酸分泌型, 因而具有潜在的应用前景。     

辅酶Q10产生菌的抗性筛选及发酵条件优化

以根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)WSHAT12为出发菌株,通过硫酸二乙酯诱变,获得遗传稳定性好的抗L-乙硫氨酸(Eth)突变株WSH-E01,通过进一步的诱变处理,获得L-乙硫氨酸和维生素K3(VK3)双抗性突变株WSH-V01,以双抗性突变株WSH-V01为出发菌株,再进行诱变处理,获得一株X-gal利用能力提高的突变株WSH-X01,与出发菌株WSHAT12相比,突变株WSH-X01的辅酶Q10产量提高幅度达50.6%,同时,对突变株WSH-E01的发酵条件进行优化。出发菌株WSHAT12、突变株WSH-E01、WSH-V01和WSH-X01在优化后的发酵条件下辅酶Q10产量分别达到23.1mg/L、26.8mg/L、29.5mg/L和34.8mg/L。     

氩离子激光照射对类球红细菌的诱变效应及对辅酶Q10产生量的影响

以低产量辅酶Q10类球红细菌为亲本,以氩离子激光为诱变源,对其幅照诱变,结果发现:亲本株发生了明显的诱变效应,出现了不同的色素突变表型。诱变后的色素突变株不仅遗传性状稳定,且辅酶Q10产量比亲本株有明显提高。对其中的黄色突变株发酵液进行辅酶Q10提取及测定,结果显示:其辅酶Q10产量比亲本株提高102.10%,经发酵条件初步优化,其最高产量可达26.39 mg/L发酵液。     

重离子诱变创制高产油微拟球藻新品种

以具有产业化前景的微拟球藻Nannochloropsis oceanica OZ-1为实验材料,利用碳重离子进行诱变育种,采用Imaging-PAM和酶标仪进行大规模筛选,最终获得两株高生长速率微拟球藻突变藻株(HP-1和HP-2),进一步分析显示两株突变藻株(HP-1和HP-2)生物量积累较野生型藻株大幅提高,在18d培养末期生物量分别提高了18％和26％,两株突变藻株油脂产率分别为295 mg/(L·d)和275 mg/(L·d),而野生型藻株为247 mg/(L·d).所获两株突变藻株生长速度快、油脂产率高,较野生型藻株优势明显.     

温度、光照和盐度对2株曼氏骨条藻生长及脂肪酸组成的影响

研究温度、光照、盐度对2株曼氏骨条藻（Skeletonema munzelii）SM-1、SM-2生长、总脂含量及脂肪酸组成的影响,以确定其生长及油脂、多不饱和脂肪酸积累的最适生态条件。在实验室智能光照培养箱内不充气培养控制条件下,采用单因子试验分别研究了不同温度（10、15、20、25和30℃）、光照强度（20、40、60、80、100和120μmol/m2·s）、盐度（10、15、20、25、30、35和40）对2株藻的生长、总脂含量及脂肪酸组成的影响。结果表明：不同温度、光照强度及盐度对2株藻的生长、总脂及脂肪酸含量影响均有显著影响（P〈0.05）。藻株SM-1生长的最适温度为25℃,最适光强60μmol/m2·s,最适盐度30,而低温（10~15℃）,低光照（20μmol/m2·s）,低盐度（盐度15）更有利于总脂及PUFA的积累。SM-2生长的最适温度为20℃,最适光强60μmol/m2·s,最适盐度30,而低温（10~15℃）,低光照（20μmol/m2·s）更有利于其总脂及PUFA的积累,低盐（盐度15）则更有利于PUFA的积累。因此在实际生产中,2株藻可先在最适条件下培养以增加生物量,后转至利于PUFA积累的条件下提高PUFA产量。     

耐高温拟微绿球藻诱变株的筛选与培养

[目的]筛选拟微绿球藻耐高温突变株,提高其高温耐受能力,延长夏季养殖时间。[方法]对拟微绿球藻进行3次EMS重复诱变和反复45℃高温处理后,利用200 mmol/L HYP压力进行48孔板和24孔板两轮筛选,得到的优势突变株进行反应器高温培养评价和夏季室外培养验证。[结果]夏季室外培养,突变株HT39最终生物积累量和EPA含量分别达到1.93 g/L和3.62%,比野生株提高48.0%和21.9%。[结论]利用重复诱变和多孔板压力筛选的方法获得的优势突变株HT39夏季室外培养表现出较强的高温耐受性能,为选育重要经济藻株拟微绿球藻耐高温品系提供了方法依据。     

3种钝顶螺旋藻株胞内核酸酶活性效果研究

取钝顶螺旋藻A9、抗刀豆氨酸(CS)突变株A9c、藻体长直型 A9L的无菌纯藻藻株胞内核酸酶粗提取液,分别对λ-DNA或p8760进行酶切消化后研究酶活.对于A9藻株,p8760更适于作为酶切底物进行酶活研究;酶切最适反应温度为37～45℃,酶切最适反应时间为3h,50℃开始酶活被抑制;A9c藻株酶切最适反应温度为37℃,酶切最适反应时间为3～4h,45℃开始酶活被抑制;A9L藻株,λ-DNA更适于作为酶切底物进行酶活研究,酶切最适反应温度为37～55℃,酶切最适反应时间为2～3h,60℃开始酶活被抑制.对此3种无菌藻株胞内核酸酶活性效果的初步研究表明,藻株形态的变异或抗氨基酸类似物突变,都会影响和改变其胞内核酸酶的活性,这些可为控制胞内核酸酶对螺旋藻转基因操作的影响和选择合适的藻株用于螺旋藻的遗传转化奠定一定的基础.     

C、N、P对杜氏盐藻突变藻株Zea1生长和积累玉米黄素的影响

通过UV辐照和NTG诱变处理杜氏盐藻野生型藻株得到一株杜氏盐藻高产玉米黄素突变株Zea1,以此突变藻株为实验材料,系统研究了光照强度、盐浓度、碳源、氮源、磷源等对Zea1生长和玉米黄素积累合成的影响。葡萄糖在10mmol/L时既适合Zea1生长,又有利于其玉米黄素的积累。KNO3浓度为1mmol/L时最适合突变株藻细胞生长,而(NH4)2SO4浓度为1mmol/L最有利于藻细胞内玉米黄素的积累。综合来看,1mmol/L(NH4)2SO4为最优氮源。KH2PO4浓度为0.1mmol/L时Zea1藻细胞积累玉米黄素含量最高,同时在此浓度下也最适宜藻细胞的生长。讨论了此结果的机理和意义,为利用杜氏盐藻大规模生产玉米黄素提供了理论依据。     

不同氮磷浓度对莱布新月藻生长与脂溶性物质含量的影响

以莱布新月藻Closterium leibleinii为试材,利用单因子分析研究不同氮、磷浓度培养的莱布新月藻生长及脂溶性物质含量变化,为其作为生物柴油开发提供基础资料。结果表明,莱布新月藻生长的最适氮浓度为5.30 mg·L^–1,其最大生长速率为3.675×10⁶个·L^–1·d^–1;最适磷浓度为0.02 mg·L^–1,最大生长速率为4.05×10⁵个·L^–1·d^–1。在最适氮磷浓度BG11培养下粗脂约占藻体干重的88.04%。莱布新月藻在适宜的氮磷浓度培养基中生长速率较快,脂溶性物质含量高,可作为一种较有潜力的植物开发生物柴油。     

高产虾青素红法夫酵母的选育及代谢通量分析

以野生型红法夫酵母As2.1557为出发菌株,依次进行两轮紫外线诱变和亚硝基胍诱变,并以10-4与10-3mol/Lβ-紫罗酮作为筛选剂,得到突变株UV-N2-7,其虾青素产量和含量分别较出发菌株提高81.7%和2.25倍。采用Plackett-Burman设计法及响应面分析法对发酵培养基的组分及发酵条件进行了优化,突变株的虾青素产量由从初始的2.674 mg/L提高到了6.338 mg/L。建立了红法夫酵母的代谢网络,并对比了突变株和野生株间歇培养条件下对数生长期的代谢通量分布。结果表明:突变株与野生株相比,PP途径通量有所减小,而EMP途径和TCA循环有所增强,突变株用于菌体生长的通量有所减小;二者的丙酮酸脱氢酶的活性均较低,分泌至胞外的丙酮酸的代谢通量约为32%。因此预计通过遗传改造和发酵控制提高丙酮酸脱氢酶的活性可能会进一步提高虾青素的产率。     

叶绿素合成缺陷型小球藻突变株的选育及其蛋白产能和品质评价

本研究旨在利用常压室温等离子体(atmospheric pressure room temperature plasma, ARTP)诱变技术构建叶绿素合成缺陷型凯式小球藻突变株,筛选出极低叶绿素、适用于发酵生产蛋白质的新藻种。首先经优化诱变处理时间后建立了野生型兼养细胞的致死率曲线,在高于95%致死率条件下处理对数早期兼养细胞,基于可视化藻落颜色变化初筛获得4株突变株。随后在摇瓶中异养培养突变株,系统评价了蛋白生产性能,发现在含有30 g/L葡萄糖和5 g/L NaNO₃的Basal培养基中,突变株P. ks4表现最优,蛋白含量及产率分别为39.25%干重及1.15g/(L·d),氨基酸评分达101.34,叶绿素a含量下降98.78%且不含叶绿素b,含有叶黄素0.62 mg/g而使藻体呈金黄色。本研究为微藻替代蛋白的发酵生产提供了高性能、高品质的新种质P. ks 4。     

重金属铅离子(Pb2+)对两株螺旋藻生长影响的研究

以来自两个不同企业产业化的螺旋藻作为出发藻株A、藻株B,从生物量、藻胆蛋白、可溶性蛋白、半数致死浓度4个方面研究藻株对重金属铅离子(Pb2+)的耐受性,为解析耐受机理积累研究基础。实验结果表明,两株藻对Pb2+的耐受性存在明显差异,藻株B比藻株A对铅的耐受性强。藻株A:Pb2+浓度低于1 mg/L,促进其生长;Pb2+浓度为10～40 mg/L,对其无明显影响;Pb2+浓度大于50 mg/L时,抑制其生长;Pb2+浓度为100 mg/L,藻丝体降解死亡;96 h半数致死浓度(EC50)为61.66 mg/L。藻株B:Pb2+浓度低于20 mg/L,对其无明显影响;Pb2+浓度为20 mg/L,促进其生长;Pb2+浓度大于50 mg/L,抑制其生长;Pb2+浓度为100 mg/L,藻丝体降解死亡;96 h半数致死浓度(EC50)为72.44 mg/L。当Pb2+浓度为20 mg/L时,藻蓝蛋白(PC)和水溶性蛋白均具有较高的积累量,与其正常生长情况相似。     

米根霉乙醇脱氢酶(ADH)突变菌株的诱变选育

米根霉发酵生产L-乳酸过程中,由于丙酮酸在丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶(ADH)催化下生成乙醇,使得丙酮酸向乳酸转化的流量减少。采用亚硝基胍(NTG)诱变米根霉AS3．3462孢子液,诱变剂量为0．15 mg/ mL时,致死率为70%～80%。在含丙烯醇的YPD筛选培养基上筛选获得两株ADH活力降低的突变株mut-1和mut-2,检测突变株mut-1和mut-2的最大ADH活力分别为35．67和43．09U/mL,是原始菌株的41．63%和50．29%。发酵72h后,原始菌株的乙醇与乳酸浓度分别为28．9g/L和40．31g/L,而mut-1和mut-2突变株的乙醇产量分别为4．87g/L和6．56g/L,乳酸产量为54．45g/L和44．07g/L。在相同的发酵条件下,米根霉ADH突变株mut-1和mut-2对还原糖的利用速率高于出发菌株,其生物量积累亦高于出发菌株。     

耐低温淀粉酶产生菌Y89微波诱变及发酵工艺

为进一步提高耐低温淀粉酶产生菌的发酵生产水平,以前期筛选得到的1株耐低温兼性厌氧淀粉酶产生菌Y89为出发菌株,对其进行微波诱变处理,通过酶产量及遗传性能稳定检测筛选高活力突变株,并采取单因素优化法对菌株的培养基和培养条件进行优化。获得1株遗传稳定的高活力突变株Y89-11,淀粉酶产量达750.2 U/m L,是原出发菌株的1.94倍。采用单因素实验确定该突变株的最佳发酵条件:最适生长及产酶温度为16℃,最佳产酶时间60 h,最优碳源为可溶性淀粉,氮源为酵母膏,培养基中添加Ca2+可显著提高产酶量。经诱变选育出的突变株Y89-11与原菌株相比产酶量提高了94%,所产淀粉酶为中低温酶,最适反应温度30℃,耐低温效果较好,应用前景广阔。     

拉曼被孢霉F_5发酵生产γ—亚麻酸的研究

对拉曼被孢霉突变株F5发酵生产γ—亚麻酸的最适碳源、氮源、发酵时间及温度、无机盐离子添加、最适碳源浓度及补加碳源时间等发酵条件进行了研究探讨。最适发酵培养基组成为 (g/L) :葡萄糖 1 0 0 ,酵母浸出粉 4 ,蛋白胨 1 ,K2 HPO4 1 ,CaCl2 1× 1 0 - 2 ,MgSO4 5× 1 0 - 2 ,FeSO4 1× 1 0 - 2 ,ZnSO4 7.5× 1 0 - 3,CuSO4 0 .5× 1 0 - 3,MnSO4 2× 1 0 - 3,pH 6.0。培养温度为 2 5℃ ,1 4 0r/min振荡培养 1 0天 ,培养 8天后 (即收获前 2天 )补加 5 %葡萄糖。发酵结果为 :DC 2 4 .5 9g/L ,TL 1 0 .84g/L ,TL/DC 4 4.0 9% ,GLA/TL 1 0 .67% ,GLA产量为 1 1 5 6.63mg/L。GLA产量较初始结果提高 1 5 6.1 5 %。该菌株已达到工业化生产菌株要求     

微波结合紫外诱变选育辅酶Q_(10)高产菌株

以根瘤土壤杆菌LNUB335为出发菌株,以维生素K3和NaN3双抗性为筛选标记,在根瘤土壤杆菌中首次利用紫外线及微波联合诱变处理,获得1株生产性能比LNUB335显著提高的突变株ARN007,其CoQ10产量为12.01mg/L,较出发菌株提高68.67%,每克干细胞含CoQ102.46mg,较出发菌株提高38.20%。通过传代实验证明该突变株的遗传性稳定,可作为进一步研究的实验菌株。     

拉曼被孢霉F5发酵生产γ-亚麻酸的研究

对拉曼被孢霉突变株F5发酵生产γ-亚麻酸的最适碳源、氮源、发酵时间及温度、无机盐离子添加、最适碳源浓度及补加碳源时间等发酵条件进行了研究探讨.最适发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖100,酵母浸出粉4,蛋白胨1,K2HPO4 1,CaCl2 1×10-2,MgSO45×10-2,FeSO4 1×10-2,ZnSO4 7.5×10-3,CuSO4 0.5 × 10-5,MnSO4 2×10-3,pH 6.0.培养温度为25℃,140r/min振荡培养10天,培养8天后(即收获前2天)补加5%葡萄糖.发酵结果为:DC24.59g/L,TL 10.84g/L,TL/DC44.09%,GLA/TL10.67%,GLA产量为1156.63 mg/L. GLA产量较初始结果提高156.15%.该菌株已达到工业化生产菌株要求.     

一株虾池来源的螺旋拟柱孢藻藻株的分离鉴定及重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)对其生长的影响

【目的】探讨凡纳滨对虾养殖水体中入侵蓝藻拟柱孢藻的生长生理特性。【方法】从汕头澄海人工对虾养殖池分离纯化藻株,通过形态及其16SrRNA基因鉴定,之后在CT与BG11两种蓝藻通用培养基的基础上优化最佳培养条件,最后分析了不同浓度的3种重金属离子即Cu~(2+)(0–0.8 mg/L)、Cd~(2+)(0–4 mg/L)和Pb~(2+)(0–80 mg/L)对藻株生长的影响。【结果】澄海虾池来源的分离纯化藻株形态呈卷曲螺旋型,16S rRNA基因序列与多株其他来源的拟柱孢藻相似度均达98%以上。实验室培养,藻株最佳生长状态的培养条件是在BG11培养基的基础上调整氮浓度及氮磷比分别为N 62 mg/L,N︰P=9︰1,在此条件下,藻丝生物量可达(0.632±0.170)×107/L,藻丝比平均生长速率最高为(0.063±0.001)/d。本分离藻株活体对重金属Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)具有一定的耐受性,其耐受浓度范围分别为0–0.2、0–0.5和1–40 mg/L,其中,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻的生长具有抑制作用,而且此抑制作用随着金属离子剂量的增加及作用时间的延长更加显著,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻体的半数抑制浓度(96 h EC50)分别为0.125和0.551 mg/L;而浓度范围为0–80 mg/L的Pb~(2+)对藻体的生长则表现为低剂量(≤40 mg/L)呈促进,高剂量(≥80 mg/L)则抑制。【结论】从凡纳滨对虾养殖池中分离鉴定出一株形态呈螺旋型的拟柱孢藻,命名为螺旋拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii helix),本藻株活体能够在一定浓度的Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)中生长,为螺旋拟柱孢藻活藻生物吸附重金属离子而改善虾池水体环境提供了可能性。