芽孢杆菌dhs-330-021对链状亚历山大藻的溶藻机理研究

目的:本实验室通过转座突变技术获得了一株高产表面活性物质的芽孢杆菌dhs-330-021,研究其对链状亚历山大藻的抑制效果,及其溶藻作用方式。方法:在链状亚历山大藻的培养液中添加dhs-330-021的发酵液等,间隔一定时间计数获得藻细胞的数量。结果:菌株dhs-330-021培养后期的发酵液溶藻效果好于培养前期和中期;在一定浓度范围内,dhs-330-021的发酵液对不同生长期的链状亚历山大藻均有溶藻效果,其中对延滞期和稳定期效果最好;菌株的发酵液和无菌上清液的溶藻效果明显,而菌悬液溶藻效果较差。结论:菌株dhs-330-021能显著抑制链状亚历山大藻的生长,其溶藻方式属于间接溶藻。     

1株来自海洋的芽胞杆菌dhs-330转座突变库的构建及表面活性相关基因的克隆

为研究产生物表面活性剂的海洋芽胞杆菌dhs-330合成活性产物的分子机制,应用质粒pIC333介导的mini-Tn10转座子随机突变技术,构建了芽胞杆菌dhs-330的突变体库。通过表面活性测定和反向PCR克隆,从300个突变株中筛选出产表面活性剂水平提高的突变株2株,分别在ycsG和yvkC基因发生插入突变;表面活性降低的突变株4株,分别在fenC、yrkF、kinE和sigD基因发生插入突变。这些基因可能与芽胞杆菌dhs-330中表面活性剂的合成代谢和调控有关。     

产漆酶菌株分离及发酵条件优化

[目的]筛选高产漆酶菌株。[方法]利用愈创木酚-PDA平板筛选高产漆酶菌株,单因素实验确定最佳产酶条件。[结果]筛选到一株高产漆酶菌株,编号QMJZ-5。结合形态观察和5.8S rDNA-ITS序列分析,确定该菌株是血红密孔菌(Pycnoporus coccineus),优化发酵培养基:甘油20 g/L,豆粕6.0 g/L,香兰素0.15 g/L,阿魏酸0.15 g/L,KH_2PO_41.0 g/L,Na_2HPO_4·12H_2O 0.2 g/L,CuSO_4·5H_2O 1.5 mmol/L,初始pH 5.0,30℃,发酵8 d,产酶55 U/m L。[结论]筛选到1株高产漆酶菌株。     

利用Tn5型转座突变系统筛选高产阿维菌素菌株*

目的: 转座突变技术是发现新功能基因和获得高产天然产物菌株的一种有效策略。通过理性设计和构建Tn5型转座突变系统,并将其应用于阿维链霉菌,筛选高产阿维菌素的工程菌株。方法: 在转座突变载体pUCTN转座插入片段的上游和下游分别引入链霉菌常用的强启动子kasOp*和P21,强化插入位置上游和下游基因的转录表达;在插入片段两端分别添加双向转录终止子T1和T2,有效终止插入序列两端靶基因的转录,引入强启动子和终止子的目的在于增强对转座突变株生理代谢活动的扰动。结果: 通过优化供体菌和受体菌的比例,转座效率显著提高。随机选择500株转座突变株进行发酵和阿维菌素产量测试,筛选到3株突变株的阿维菌素产量明显高于出发菌株产量的50%以上。结论: Tn5转座突变系统为研究阿维链霉菌的基因功能和生理代谢提供了有效的分子遗传工具。     

高产DHA破囊壶菌Aurantiochytrium sp. PKU#SW7诱变株的筛选

【目的】对野生菌株Aurantiochytrium sp.PKU#SW7诱变育种,筛选高产DHA突变株。【方法】采用UV诱变和化学药物胁迫筛选方式,以菌株的生物量、油脂产量、DHA产量作为筛选指标,获得高产DHA突变株。【结果】经鉴定获得一株DHA高产突变株PKU#PM003,该菌株传代4次后仍保持较好的遗传稳定性。摇瓶发酵后,PKU#PM003生物量产量高达6.62 g/L,比原始菌株5.95 g/L提高了11.26%,脂肪酸含量高达4.01 g/L,比原始菌株3.18 g/L提高了26.1%,DHA在脂肪酸中所占比例由29.97%增加到33.43%,产量提高了41.01%,油脂突变效果显著。【结论】突变株PKU#PM003可作为性状优良的工业化发酵生产菌种,并在DHA产量提升上仍具有巨大的空间。     

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.     

9株海洋来源铜绿假单胞菌合成鼠李糖脂的比较分析

目的:从海洋来源的铜绿假单胞菌中筛选多株具有鼠李糖脂合成能力的菌株。方法:以9株分离自不同海洋环境的铜绿假单胞菌为研究对象,考察并比较其发酵合成鼠李糖脂生物表面活性剂的表面活性、产量和产物成分的差异,扩增并比对合成途径中的关键基因。结果:9株菌的发酵产物均具有表面活性,其中菌株1A01151发酵液的表面活性最强,表面张力值可降低至28 m N/m;9株菌的基因组中均含有鼠李糖脂合成途径中关键基因rhl AB和rhl C,都具有合成单、双鼠李糖脂的能力;菌株1A01151和1A00364的发酵产量最高(2.69 g/L),产物经LC-MS/MS检测,所合成的鼠李糖脂同系物组分不同,双糖双脂的含量最高(1A01151:75.96%;1A00364:61.01%)。结论:海洋来源的铜绿假单胞菌是具有鼠李糖脂高产潜力的菌株,可用于合成性能不同、组成多样的鼠李糖脂生物表面活性剂。     

戊糖乳杆菌发酵产乳酸及高产菌株诱变选育

戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)是能利用木质纤维素水解液发酵产乳酸的潜力菌株,发酵条件优化与高产菌株的选育是提高乳酸产量的重要手段。通过单因素试验、Plackett-Burman设计与响应面试验,对戊糖乳杆菌ATCC 8041产乳酸的发酵培养基及发酵条件进行了优化。结果表明,该菌株发酵培养基的最佳组合为葡萄糖93.11 g/L、酵母浸粉5.19 g/L、碳酸钙29.43 g/L、蛋白胨10.00 g/L、Na2HPO4·12H2O 5.00 g/L、Mg SO4 0.20 g/L、Mn SO4 50 mg/L;最佳发酵条件为37℃、p H6.5、接种量6%、装液量80%。在此优化条件下,该菌株发酵产乳酸为54.12 g/L。进一步以戊糖乳杆菌ATCC 8041为出发菌株,通过原生质体进行紫外诱变,经多重筛选,最终获得一株遗传稳定性好的高产乳酸突变株,命名为戊糖乳杆菌Lactic UVC-02,由中国典型培养物保藏中心保存,注册号为CCTCC M 2013209。该突变株Lactic UVC-02经葡萄糖发酵,乳酸产量达64.17 g/L,比出发菌株ATCC 8041(54.12g/L)提高18.6%。     

产生物表面活性剂芽孢杆菌培养条件的优化

为了提高生物表面活性剂的表面活性,通过单因素及正交试验对已筛选的产生物表面活性剂芽孢杆菌的培养基及培养条件进行了优化,优化后的培养基成分为可溶性淀粉20 g/L,氯化铵2 g/L,KH2PO46 g/L,K2HPO42 g/L,MgSO4.7H2O 0.3 g/L,NaCl 2 g/L,CaCl20.08 g/L,EDTA 0.4 g/L。培养条件为4%接种量,种龄16 h,初始pH7,培养温度37℃,摇床转速160 r/min,发酵48 h。优化发酵条件后,发酵液表面张力由初始67.5 mN/m降低至24.8 mN/m,生物表面活性剂产量达到1.08 g/L。     

高效生物表面活性剂产生菌筛选及其性质研究

目的:获得产高效生物表面活性剂的菌株并获得优化培养基。方法:通过从山东文登某加油站附近长期污染富含油质的土壤中逐步采用富集培养基和平板筛选培养基分离筛选菌株并进行优化培养寻找最优生长培养和高产生物表面活性剂的条件。结果:筛选出产表面活性剂的微生物12株,分别命名为BSF1#-BSF12#,从中筛选出1株高效表面活性剂产生菌BSF8#,优化培养结果表明BSF8#的最佳生长pH在7.5左右,最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为蛋白胨,BSF8#培养基中最佳NaCl浓度为2g/L。BSF8#菌株可将发酵液的表面张力由最初的48.29mN/m降到27.79 mN/m,上层乳化状发酵液的排油圈最大直径超过7.5cm,并经红外光谱分析确定其生物表面活性剂为1个糖肽类化合物。结论:BSF8#菌株产生的生物表面活性剂活性突出,有较大的开发潜力。     

假单胞杆菌BS1转座突变及高产生物表面活性剂突变株初步筛选

利用含转座子Tn917的温敏性质粒pTV1-OK转化假单胞杆菌BS1原生质体,成功获得3个稳定的转化子;通过Tn917诱导转座突变,产生大量突变体,构建了转座突变体库,采用特异引物对随机挑取的5株突变体进行PCR扩增,获得与预期大小一致片段,表明突变体基因组中有Tn917插入;通过对随机挑取24株突变体乳化(E24)性能测定,发现有一株突变体E24值达到67%,明显高于野生菌株。结果表明转座突变是假单胞杆菌BS1获得高产生物表面活性剂菌株的一种有效手段。     

产紫杉醇菌株原生质体诱变育种的研究

对紫杉醇产生菌NCEU-1的原生质体进行了紫外线和氯化锂复合诱变,筛选制霉菌素抗性突变株,共筛选出了4株正突变株。经发酵筛选试验,获得了一株遗传性状稳定、高产紫杉醇的原生质体诱变菌株——UL_04-5,其紫杉醇产量从出发菌株的314.07μg/L提高至418.24μg/L。     

常压室温等离子体快速诱变产油酵母的条件及其突变株的特性

采用新型常压室温等离子体射流诱变产油酵母,结合快速突变产油酵母操作条件及基于96孔板的高通量筛选手段,获得了一系列增殖速度和产油量发生变化的突变株。在等离子体对菌株致死率为99％的条件下获得的以突变株增殖速度为指标的正突变率达到27.2％。用含酵母粉 (10 g/L)、蛋白胨 (10 g/L) 及葡萄糖 (20 g/L) 的酵母膏胨葡萄糖培养基进行发酵实验表明,筛选得到的高产突变体产油量从对照株的1.87％ (W/W) 增加到4.07％ (W/W)。     

生物表面活性剂高产菌株的选育及产物性能研究

本文以亚硝基胍为诱变剂对出发菌株进行诱变处理,通过蓝色凝胶平板初筛及发酵液排油圈直径和产量复筛,选育出高产且遗传稳定的突变菌株NTG-6,其生物表面活性剂产量达到40.83 g/L,比出发菌株提高50.84%。该突变菌株所产生物表面活性剂可将水的表面张力降至29.18 m N/m,其临界胶束浓度为15 mg/L,24 h乳化值为67.5%。该突变菌株所产生物表面活性剂对大肠杆菌、金黄葡萄球菌以及枯草芽孢杆菌均表现出良好的抑菌活性,且抑菌性能优于吐温80、SDS和莎梵婷。     

聚唾液酸高产菌株的高通量诱变选育及发酵工艺优化

从自然水体中筛选得到1株产聚唾液酸的微生物菌株SA-1,经Biolog生化和分子生物学分析,鉴定其为大肠杆菌。以大肠杆菌SA-1为出发菌株,通过常压室温等离子体(ARTP)诱变育种,借助酸碱透明圈和高通量自动挑选仪筛选获得高产聚唾液酸的突变菌株SA-18。摇瓶发酵结果显示,大肠杆菌突变株SA-18的聚唾液酸产量可达0.95 g/L,是出发菌株产量(0.20 g/L)的4.75倍;进一步,通过调控优化K₂HPO₄浓度实现了突变大肠杆菌SA-18的高密度发酵：当K₂HPO₄质量浓度为5.0 g/L时,在10 L发酵罐中,36 h时聚唾液酸产量达到12.20 g/L,继续补料发酵,至60 h时,聚唾液酸产量最高可达16.10 g/L。     

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。     

一株分离自海水的产生物表面活性剂菌株的鉴定及其发酵优化

为研究分离自海水的芽孢杆菌dhs-330产生物表面活性剂的培养条件和产物特性,采用16S r DNA基因序列分析鉴定菌种,对发酵培养基的碳源、氮源、p H值和培养温度进行优化,采用飞行时间质谱进行产物鉴定及抑菌圈法考察产物抑菌活性。结果显示,该菌株与Bacillus mojavensis菌株16S r DNA的序列相似性为99%。菌株发酵液表面张力可由70 m N·m-1降低至27 m N·m-1。发酵培养基的最适碳源、有机氮源和无机氮源分别为甘油、酵母膏和尿素;p H值为6.5~7.0、温度为30~35℃条件下,菌体生长和生物表面活性剂合成最为有利。发酵产物为脂肽-糖脂混合型生物表面活性剂,对海洋污损微生物Bacillus pumilus dhs04有显著的抑菌活性。菌株dhs-330是能合成脂肽-糖脂混合生物表面活性剂、具有海洋污损微生物防除潜力的优选菌株。     

卷枝毛霉pyrG基因缺陷突变株的诱变筛选与鉴定

为制备新的遗传筛选标记用于构建高产番茄红素的工程菌株,实验运用化学诱变的手段,以N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍为诱变剂,以番茄红素生产菌株卷枝毛霉MU616为出发菌株,诱变获得5株尿嘧啶缺陷型突变株,突变株在基本培养基中培养5天后仍不能生长。通过同源转化带有pyrG基因(编码乳清酸核苷-磷酸盐脱羧酶)的质粒pEPM1确定突变株Mt1、Mt4和Mt5为pyrG基因缺陷突变株。随之对pyrG突变株进行生长特性的研究和产番茄红素性能的检测,结果表明,其中突变株Mt4的生物量为(9.0±0.6)g/L,番茄红素产量在黑暗和光照条件下分别为(1 648±185)μg/g和(3 234±281)μg/g,均与出发菌株相似,适宜作为进行卷枝毛霉转化的带有遗传标记的受体菌。pyrG基因缺陷突变菌株的获得对构建高产番茄红素的卷枝毛霉工程菌具有重要的意义。     

芽孢杆菌dhs-330产脂肽-糖脂混合型表面活性剂的抑菌性能

目的:芽孢杆菌dhs-330分离自海水,能够产生脂肽-糖脂混合型表面活性剂。考察该菌株产物的抑菌性能。方法:采用抑菌圈法考察dhs-330发酵液对不同指示菌的抑菌活性,对提取的dhs-330产物进行最小抑菌浓度(MIC)测定,并考察该产物对温度、盐度和pH值的稳定性。结果:菌株dhs-330产物对嗜水气单胞菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌有抑菌作用,MIC分别为0.005、0.01、0.01和0.02 g/L;经100℃处理20 min、pH2~10处理30 min,或盐度为0~50的条件下,产物仍具有抑菌活性或略有下降。结论:海洋来源的芽孢杆菌dhs-330胞外脂肽-糖脂混合型产物具有抑菌活性,且在高温、低pH值和高盐度条件下具有稳定性。     

提高展青霉(Penicillium patulum)产灰黄霉素效价的诱变育种研究

为进一步筛选高产灰黄霉素的工业生产菌株,分别对前期采用紫外线-氯化锂（UV-LiCl）、半导体激光（LD laser）及CO2激光（CO2laser）对展青霉FS80-1复合诱变获得三株高产菌株进行液体发酵和固体培养比较。结果表明,通过UV-LiCl复合诱变获得突变菌株GM120-43的液体发酵产灰黄霉素效价11 982μg/mL,比出发菌株提高37.52%,固体培养效价为89 496μg/g（干重）,比出发菌株提高80.04%。;半导体激光诱变获得突变株LD100-1的液体发酵效价9 440μg/mL,固体培养效价119 766μg/g干重,比出发菌株FS80-1提高了140%;两个突变株的生物学特性均发生不同程度的变化,突菌株GM120-43适合于液体发酵生产,突变株LD100-1适合于固体发酵培养。