阿维链霉菌的诱变育种

以阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)76-12为出发菌株,采用亚硝基胍、吖啶橙、紫外线和氯化锂分别对其孢子和原生质体进行诱变,经抗代谢物理性筛选,获得一系列高产突变株,其中N-1-2高产突变株的发酵单位是出发菌株的2.47倍。实验中同时获得了只产阿维菌素a组分的突变株G-32、Bla组分含量高的Ave8菌株和产蓝绿色孢子的突变株UA-G等。     

透明颤菌血红蛋白基因在阿维链霉菌中的表达

将含有自身启动子的透明颤菌血红蛋白基因（ ｖｈｂ） 克隆至大肠杆菌—链霉菌穿梭质粒载体ｐＩＪ６５３ 中构建成表达载体ｐ ＷＹ１０１ 和ｐ ＷＹ１０２ ,用它们转化阿维菌素（ａｖｅｒｍｅｃｔｉｎｓ） 产生菌———阿维链霉菌（ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ａｖｅｒｍｉｔｉｌｉｓ） ,经Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 分析并未检测到ｖｈｂ 基因表达,但用穿梭载体ｐＨＺ１２５２（ 其中的ｖｈｂ 基因位于受硫链丝菌素诱导的链霉菌强启动子ＰｔｉｐＡ之下） 转化阿维链霉菌并经硫链丝菌素诱导,则在该菌中表达出了有活性的ＶＨｂ 蛋白。ｐＨＺ１２５２ 在阿维链霉菌中发生了重组缺失,但缺失的ｐＨＺ１２５２ 上仍含有完整的ｖｈｂ 基因及诱导型强启动子,且可在阿维链霉菌中稳定遗传,却不能再转化大肠杆菌。     

链霉菌702产孢子固体培养基和培养条件的筛选

通过单因素实验、均匀设计和正交实验对链霉菌702产抱子培养基和培养条件进行筛选,筛选到的最佳培养基组成为：马铃薯2009／L,葡萄糖25g／L．最佳培养条件为培养温度37℃、培养时间5天和培养基初始pH值8．实验结果表明,采用优化后的培养基和培养条件,使链霉菌702产抱子数达到4．07亿,比原来培养基（高氏一号培养基）产抱予量提高了8．7倍,培养时间却从原来的7天缩短到现在的5天．     

阿维链霉菌bkdAB的基因中断对阿维菌素合成的影响

以阿维菌B组分菌株StreptomycesavermitilisBjbm0 0 0 6为出发菌株 ,用PCR的方法构建bkdAB基因簇(Branched_chainα_ketoaciddehydrogenasegeneAB)的基因置换质粒pHJ582 1(pHZ13 58∷bkdAB&erm) ,并对其进行基因中断 ,得到重组菌株Bjbm582 1。Bjbm582 1的发酵产物经HPLC检测发现 ,除了产生B1a和B2a外 ,还产生一种原菌株没有的新组分 ,3个组分的总含量只有出发菌株Bjbm0 0 0 6的 2 5%。结果表明bkdAB的中断不仅部分阻断了阿维菌素的合成 ,还阻断了阿维菌素b组分的合成 ,可以推测bkdAB的产物在阿维菌素合成途径中主要承担了α酮基异戊酸脱氢酶 (α_ketoisovalericaciddehydrogenase)角色     

阿维链霉菌中aveD基因缺失对阿维菌素合成的影响

利用aveD基因的缺失载体pCZ8(pKC1139∷△aveD)对阿维菌素(Avermectin)产生菌阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)76\|9的aveD基因进行缺失获得aveD缺失突变株。经摇瓶发酵和HPLC检测,发现该突变株只产生阿维菌素B组分。说明将阿维链霉菌的aveD基因缺失,并不影响下游aveF的表达。缺失突变株的阿维菌素的总产量与出发菌株的总产量基本相同,突变株中B1的产量略有提高,阿维菌素B2的含量显著提高。     

阿维链霉菌孢子色素生物合成对阿维菌素产量的影响

以野生型阿维链霉茵NRRL8165为出发菌株,用PCR方法克隆孢子色素基因簇直系同源基因(whiEa)侧翼片段,并构建基因置换载体pHL643.将pilL643跨属接合转移进入阿维链霉菌NRRL8165,通过置换载体和染色体之间的同源双交换,对染色体上的whiEa基因簇进行置换,得到3株阿泊拉霉素抗性、硫链丝菌素敏感的重组菌株,均表现为孢子色素合成缺陷.通过Southern杂交分析,证明whiEa基因簇被置换.通过摇瓶发酵和HPLC检测,发现whiEa基因簇置换菌株所产阿维菌素产量明显提高,表明孢子色素与阿维菌素生物合成之间可能有竞争底物的现象.     

拮抗链霉菌S24 发酵培养基的优化及其对黄曲霉的抑菌作用

拮抗链霉菌S24对黄曲霉、赭曲霉、黑曲霉等粮食和饲料中常见的曲霉菌具有广谱抗性。优化了该菌株抗菌物质高产发酵培养基配方,并分析该菌株产生的抗真菌物质对黄曲霉的抑菌作用。通过单次单因子试验、正交试验,对S24菌株抗菌物质的发酵培养基进行了优化,利用显微镜观察,研究了S24菌株产生的抗菌物质对黄曲霉菌丝及孢子的抑制作用。获得适合S24菌株抗菌物质产生的最佳培养基配方为：淀粉10 g、葡萄糖40 g、黄豆饼粉24 g、酵母浸膏粉8 g、KH2PO4 4 g、CaCO3 0.8 g、水 1 L。优化后的发酵培养基     

阿维莲霉菌中aveD基因缺失对阿维菌素合成的影响

利用aveD基因的缺失载体pCZ8(pKC1139::△aveD)对阿维菌素（Avermectin）的产生菌阿维链霉菌（Streptomyces avermitilis)76-9的aveD基因进行缺失获得aveD缺失突变株。经摇瓶发酵和HPLC检测,发现该突变株只产生阿链菌素B组分。说明将阿维链霉菌的aveD基因缺失,并不影响下游aveF的表达。缺失突变株的阿维菌素的总产量与出发菌株的总产量基本相同,突变株中B1的产量略有提高,阿维菌素B2的含量显著提高。     

吸水链霉菌ATCC 29253产Hygrocin A发酵条件的优化

【背景】Hygrocins是一种萘安莎抗生素,具有良好的新药开发潜能。但在常见培养基及发酵条件下菌体内Hygrocin A含量一般很低,甚至难以直接进行准确检测。【目的】提高吸水链霉菌ATCC 29253发酵物中Hygrocin A的产量。【方法】采用单因素与正交试验设计优化相结合的方法系统考察碳源、氮源、磷酸盐、MgCl_2浓度、NaCl浓度、种子菌龄等因素对吸水链霉菌ATCC 29253产Hygrocin A能力的影响。【结果】最佳发酵条件为(g/L):葡萄糖4.0,黄豆饼粉8.0,麦芽提取物10.0,K_2HPO_4 1.5,KH_2PO_4 1.5,NaCl 1.5,Mg Cl2 1.0;种子最佳活化时间为48 h;培养参数:摇床转速200 r/min,初始pH为6.8-7.0,瓶装量50 m L/250 m L,接种量5%,30°C培养10 d。在优化条件下,Hygrocin A产量与其原始培养基M10相比提高了500%,Rapamycin产量同时下降了95%。【结论】通过培养基优化,可显著提高吸水链霉菌ATCC 29253中Hygrocin A产量,为Hygrocin A合成应用研究奠定基础,同时可使Rapamycin产量明显下降。这说明可通过选择培养条件有目的地调节两种抗生素的代谢通量,进而开展多种抗生素同时表达的代谢调控研究。     

响应面法优化弗氏链霉菌S-221变种发酵培养基

用响应面法对弗氏链霉菌S-221变种液体发酵生产氨基酸的培养基进行了优化。首先,用全因子试验方法对相关影响因素的效应进行评价,并筛选出有显著效应的羽毛胨和蛋白胨两个因素,第2步用最陡爬坡实验逼近以上两因素最优水平。最后由中心组合设计法及响应面分析确定主要影响因素的最佳条件。在优化培养条件下,发酵液中氨基酸浓度从4.1g／100mL提高到6.412g／100mL。     

N-Acetyl-isoleucine in Streptomyces avermitilis

Abstract N-Acetyl-isoleucine was identified during growth of Streptomyces avermitilis in a chemically defined medium supplemented with isoleucine.     

多拉菌素产生菌aveD基因缺失突变株的构建

阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)bkd76-3在发酵过程中添加环己羧酸(CHC)可产生抗寄生虫药物多拉菌素(doramectin,阿维菌素衍生物CHC-B1),但同时还产生其它三种无效组分CHC-B2、CHC-A1、CHC-A2。利用基因缺失载体pXJ04(pKC1139∷△aveD1+△aveD2)对该菌株的aveD基因进行缺失,获得的aveD缺失突变株经摇瓶发酵和HPLC检测,发现只存在2种产物,经LC/MS分析验证,这两种产物分别为CHC-B1和CHC-B2,表明该突变株完全丧失了合成CHC-A1和CHC-A2的能力。缺失突变株的CHC-B1产量较出发菌株提高了78.19%,CHC-B2的产量提高了602.3%,发酵产物中有效组分多拉菌素的比例增加了93.16%。该缺失突变是在染色体上通过同源双交换完成的,不会发生进一步的重组,因此突变株具有良好的遗传稳定性,在工业生产上具有应用价值。     

Nitrogen regulation of fatty acids and avermectins biosynthesis in Streptomyces avermitilis

Fatty acid composition was analysed in the producer of avermectins, Streptomyces avermitilis C-18 grown in chemically defined medium with different nitrogen sources. Significant differences in nitrogen regulation of fatty acid biosynthesis were found in this strain in comparison with other streptomycetes studied so far. This finding could be explained at the level of regulation of branched-chain amino acid metabolism.     

阿维链霉菌Streptomyces avermitilis碱性脂肪酶LpsA2的表达和酶学性质分析

【目的】本研究将推测的阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)脂肪酶基因lpsA2在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行异源表达及系统的酶学性质分析。【方法】提取阿维链霉菌基因组,设计特异性引物,PCR扩增脂肪酶基因lpsA2,使其在大肠杆菌中异源表达,利用6个组氨酸标签纯化脂肪酶LpsA2,并进行酶学性质分析;对LpsA2进行序列比对和进化分析。【结果】氨基酸序列比对显示LpsA2具有脂肪酶典型的由Ser、His和Asp构成的活性部位,即Ser130-Asp221-His25,其中Ser位于保守的五肽结构(Gly128-His129-Ser130-Gln131-Gly132)中;分子系统学分析显示,LpsA2是脂肪酶第一家族亚家族成员(Subfamily I.7);实验测得纯化的重组脂肪酶LpsA2的最适反应pH为8.0,最适反应温度为50℃;最适底物为对硝基苯酚豆蔻酸酯;在10℃-50℃范围内该酶的激活自由能为6.3 kcal/mol;1 mmol/L Co2+、Hg2+、Zn2+可使酶活性提高至250%以上;15%的二甲基甲酰胺和二甲基亚砜使酶活分别提高至110.7%和138%;0.1%和1%的Span-20可使酶活性分别提高至352.7%和189.7%。【结论】本研究对推测的来源于S.avermitilis的脂肪酶基因lpsA2进行了异源表达和酶学功能鉴定,不仅为脂肪酶的研究积累了更多数据,也为具有优良性能的脂肪酶生物工程菌的筛选奠定了基础,更为其在食品加工、药物合成等工业生产中的应用提供了依据。     

Four new doramectin congeners with acaricidal and insecticidal activity from Streptomyces avermitilis NEAU1069

Four new doramectin congeners, 1-4, were isolated from Streptomyces avermitilis NEAU1069. The structures of 1-4 were elucidated on the basis of spectroscopic analysis, including 1D- and 2D-NMR as well as HR-ESI-MS, ESI-MS, UV, and IR, and comparison with literature data. All compounds exhibited noticeable acaricidal and insecticidal activities. Especially compound 2 was found to be the most potent pesticide of the compounds evaluated with the IC(50) values of 10.2, 65.1 and 124.4 μg/ml against adult two-spotted spider mites (Tetranychus urticae Koch), two-spotted spider mite eggs, and Mythimna separata, respectively, which are comparable to those of commercial pesticide milbemycin A(3)/A(4) as positive reference.     

Novel mutation breeding method for Streptomyces avermitilis using an atmospheric pressure glow discharge plasma

Aims: Avermectins are major antiparasitic agents used commercially in animal health, agriculture and human infections. To improve the fermentation efficiency of avermectins, for the first time a plasma jet generated by a novel atmospheric pressure glow discharge (APGD) was employed to generate mutations in Streptomyces avermitilis. Methods and Results: The APGD plasma jet, driven by a radio frequency (RF) power supply with water‐cooled and bare‐metallic electrodes, was used as a new mutation method to treat the spores of S. avermitilis. The plasma jet yielded high total (over 30%) and positive (about 21%) mutation rates on S. avermitilis, and a mutated strain, designated as G1‐1 with high productivity of avermectin B1a and genetic stability, was obtained. Conclusions: Because of the low jet temperature, the high concentrations of the chemically reactive species and the flexibility of its operation, the RF APGD plasma jet has a strong mutagenic effect on S. avermitilis. Significance and Impact of the Study: This is a proof‐of‐concept study for the use of an RF APGD plasma jet for inducing mutations in microbes. We have shown that the RF APGD plasma jet could be developed as a promising and convenient mutation tool for the fermentation industry and for use in biotechnology research.     

无机盐对阿维链霉菌接合转移及异源表达放线紫红素的影响

摘要：【目的】阿维链霉菌可作为异源表达抗生素生物合成基因簇的良好宿主,但是需要优化含有大片段DNA质粒的接合转移效率。【方法】我们选取MgCl2、NaCl、Ca(NO3)2 和CaCl2等4种无机盐,在0－200 mmol/L浓度范围内分别研究其对大质粒向阿维链霉菌接合转移的影响,再设计完全随机试验筛选最佳条件。【结果】CaCl2对阿维链霉菌接合转移有极明显的促进作用,MgCl2也有一定提高作用。通过完全随机试验筛选出最佳的CaCl2和MgCl2浓度组合,使大质粒的接合转移效率提高11倍。同时,本研究还发现阿维链霉菌异源表达放线紫红素的最适培养基,成功表达放线紫红素。【结论】特定无机盐对阿维链霉菌接合转移效率有明显提高作用,并且能促进放线紫红素在阿维链霉菌中的表达。     

Cloning of a DNA fragment involved in pigment production in Streptomyces avermitilis

Streptomyces avermitilis has the ability to synthesize a diffusible, brown, melanin-like pigment, a common property among many Streptomyces species. A region of the S. avermitilis chromosome involved in the production of this pigment was cloned in Escherichia coli. Production of the brown pigment was attained in E. coli, and is optimal when medium is supplemented with copper ions, tyrosine and IPTG. The cloned S. avermitilis pigment-producing DNA fragment is under the control of the lac promoter carried in the E. coli vector. The gene involved in pigment production could be used as a tool to analyse gene expression in S. avermitilis, and as an alternative cloning marker in Streptomyces-Escherichia coli vectors.