诱变选育法夫酵母耐热突变株及基因组变异检测

法夫酵母（Xanthophyllomyces dendrorhous）发酵生产虾青素中存在发酵温度低的主要问题。为了获得耐中温的突变菌株,应用化学诱变,筛选能在25 ℃下生产虾青素且稳定遗传的耐热突变菌株,进一步通过基因组重测序,对突变菌株进行变异检测。筛选出一株法夫酵母突变株YB25,其生长温度为25 ℃,经五代培养后虾青素产量无显著差异。在培养120 h后,YB25的虾青素产量达到237.19 μg/g,比野生型提高29%。通过比较基因组分析,获得了YB25的遗传图谱和遗传变异结果,检测到单核苷酸多态性位点数626个,小片段的插入和缺失序列数184个,结构变异数703个,基因组片段的拷贝数变异293个。通过对变异基因分析发现,脂代谢相关基因及虾青素合成酶基因的变异可能是突变菌株中温高产虾青素的原因。     

协同诱变法选育虾青素高产优良酵母菌株

以红法夫酵母(Phaffia rhodozyma)野生型菌株GH1为研究对象,选育虾青素高产优良酵母菌株,并初步研究其生长特性。对野生型菌株GH1用紫外线(UV)和亚硝基胍(NTG)协同诱变,用抗霉素A筛选,选育出虾青素高产突变菌株GH1-7.1。突变菌株GH1-7.1的虾青素最高产量达1200μg/gDCW,比野生菌株GH1的虾青素最高产量271μg/gDCW高出4倍,并且生长加快,达到最高生物量和最高虾青素产量的时间比野生菌株缩短了24h;野生菌株GH1的最适生长温度为20℃,高于28℃则不生长,而突变菌株GH1-7.1的最适生长温度为28～30℃,比野生菌株GH1提高8～10℃。首次采用协同诱变的方法成功选育了虾青素高产酵母菌株,并且生长周期短,最适的生长温度提高,是适宜南方高温环境发酵工程应用的优良菌株。     

利用微藻培养生产类胡萝卜素的研究进展

类胡萝卜素(包括虾青素、β-胡萝卜素和叶黄素等)的重要功能引起了人们的广泛关注,微藻是生产类胡萝卜素的重要来源。本文综述了虾青素与β-胡萝卜素的合成、功能和生产,以及富含叶黄素藻株的选育和异养培养,并提出了今后的发展方向。     

雨生红球藻中虾青素的研究与应用

雨生红球藻是单细胞微藻,其中的虾青素具有抗氧化、抗肿瘤、预防心脑血管疾病等多种生物活性,在食品、医药、保健品、化妆品及养殖业有诸多用途。概述了雨生红球藻虾青素含量影响因素,雨生红球藻培养方法、虾青素的提取方法及其应用领域等最新研究成果,为虾青素的开发利用提供帮助。     

雨生红球藻的紫外、激光复合诱变育种

用紫外线和激光复合诱变生产虾青素的雨生红球藻,以适宜条件下的生长速率和亚适宜条件下的虾青素累积能力为筛选指标。结果表明,与原始出发株比,紫外线诱变后,色青累积速率提高37.8％,但生长速率有所下降,紫外线,激光复合诱变结果,生长速率提高11.1%,培养1个月时虾青素累积量提高52.2%。电镜观察结果表明,激光可刺激叶绿体发育,从而改善了紫外线诱变后的生长抑制状况,展示复合诱变是筛选高产虾青素藻株的有效方法。     

天然虾青素产业的发展趋势分析

随着雨生红球藻生产虾青素产业规模的扩大,其保藏方法的研究趋热,富集新功能性成分的雨生红球藻保健食品及饮料将是最新研究热点之一。斜生栅藻可能是下一个天然虾青素产业化的热点藻类。斜生栅藻、螺旋藻和雨生红球藻共培养的新化感效应研究正在进行。高产虾青素的农作物新品种的培育将是产业化和商业化的发展新趋势。海生细菌副球菌N-81106有较大的产业化新潜力。     

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。     

虾青素高产菌的选育

红发夫酵母（Phaffia rhodozyma)是微生物发酵法生产虾青素的优良菌株,作者采用Cs^137-γ射线重复辐照,并进行亚硝基胍（NTG）诱变处理,选育得到一株高产虾青素的红发夫酵母YB-20-28突变株,该菌株摇瓶发酵的生物量达老人家酵母YB-20-28突变株,该菌株摇瓶发酵的生物量达36.3g/L,总色素含量为1216.0μg/g,较出发菌株提高308%,虾青素产量达30.9μg/mL,是一株颇具开发潜力的虾青素高产菌株。     

高产虾青素的红发夫酵母菌种的选育

红发夫酵母（Phaffia rhodozyma）是发酵法生产虾青素的优良菌株。本采用Cs^137-γ射线重复辐照,并交替进行亚硝基胍（NTG）诱变处理,选育得到一株高产虾青素的红夫酵母YB-20-29突变株。该菌株摇瓶发酵的生物量达36.32g/L,总色素含量为1216.0ug/g,较原始菌株提高308%,虾青素产量达30.9ug/mL,是一株很有开发前景和虾青素高产菌株。     

富油脂微藻育种技术研究进展

微藻因生长迅速、光合作用效率高、分布范围广和油脂积累能力强等优势,已被认为是生产生物柴油的理想原料。诱变育种可改善野生型微藻生长缓慢、油脂含量低和环境适应能力弱等缺陷,提高了以微藻生产生物柴油的可行性。概述了物理、化学和基因工程三类诱变育种方法的研究现状,介绍了低场核磁共振和荧光激活细胞分选两种富油脂微藻筛选技术以及一种测定诱变藻株致死率的方法,讨论了三种诱变方法的应用前景,供相关研究人员参考。     

利用紫外诱变技术获得海水小球藻和盐藻生长优势株的研究

本文探讨不同时间下紫外线照射对微藻的影响,结果表明短时间少量的紫外照射可促进藻的细胞生长,但长时间的辐射会明显抑制其生长,使得藻类细胞浓度下降。本文利用单细胞分离技术和紫外诱变技术,筛选获得海水小球藻(Chtorella sp.)和盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的优势藻株,结果表明,诱变优势株的生长状况明显优于原始株,该结果可为今后微藻燃料的开发奠定基础。     

雨生红球藻虾青素合成研究进展

虾青素是一种重要的次级类胡萝卜素,具有高活性的抗氧化功能,广泛应用于食品保健、医药、水产养殖等领域。雨生红球藻是一种在胁迫条件下能够大量积累虾青素的微藻。文中回顾了雨生红球藻虾青素的生物合成研究的进展,包括虾青素生物合成的诱导与调控、虾青素合成与光合作用及脂类代谢的关系等研究现状。     

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.     

低能离子注入诱变选育高产虾青素红法夫酵母突变株

红法夫酵母(Phaffia rhodozyma)是发酵法生产虾青素的优良菌株。采用低能氩离子注入、紫外线复合诱变处理,选育到一株高产虾青素的红法夫酵母突变株G993。在优化条件下,该菌株摇瓶发酵的生物量、虾青素产量和虾青素含量分别为17.15 g/L、13 206μg/L和770.0μg/g干菌体,较出发菌株分别提高45.34%、271.5%和155.6%。在1吨发酵罐放大实验中,该菌株生物量为26.04 g/L,虾青素产量达到20 041μg/L。菌株经过八次传代培养,虾青素产量下降率小于等于1.35%,是一株性状较稳定、可深入开发研究的优良菌株。     

高产虾青素的红发夫酵母菌种的选育*

红发夫酵母（Phaffia　rhodozyma）是发酵法生产虾青素的优良菌株。本文采用Cs137-γ射线重复辐照,并交替进行亚硝基胍（NTG）诱变处理,选育得到一株高产虾青素的红发夫酵母YB-20-29突变株。该菌株摇瓶发酵的生物量达36.32g/L,总色素含量为1216.0μg/g,较原始菌株提高308％,虾青素产量达30.9μg/mL,是一株很有开发前景的虾青素高产菌株。     

用b-紫罗兰酮筛选虾青素高产菌株

用β-紫罗兰酮作为筛选剂选择性分离海洋红酵母虾青素高产突变菌株。实验结果表明, 在β-紫罗兰酮存在的情况下, 由于类胡萝卜素合成受到抑制, 海洋红酵母的生物量和虾青素合成量都减少; 当平板培养基中β-紫罗兰酮浓度达到370 mg/L时, 海洋红酵母的致死率为92.3%; 在这种平板培养基上涂布经甲基磺酸乙酯诱变的海洋红酵母, 随机筛选200个菌落, 结果表明生物量、虾青素体积产率和细胞产率均有所提高的正突变株占18%, 生物量、虾青素体积产率和细胞产率的单项指标有所提高的正突变株分别占22.5%、45%和46%。该实验结果表明在分离培养基中添加β-紫罗兰酮可选择性地分离海洋红酵母虾青素高产菌株, 提高虾青素高产突变株的筛选效率。     

一株高蛋白含量小球藻TX的分离鉴定及其诱变育种

【背景】小球藻由于蛋白含量高、营养丰富,在水产养殖上可直接作为鱼、虾、贝类的优质饵料。【目的】对从养殖环境中分离的小球藻进行诱变,选育生长快、蛋白含量高的突变株,为水产养殖天然饵料生产提供优良藻种资源。【方法】以从养殖环境中筛选的生长相对较快且蛋白含量较高的TX作为出发藻株,对该藻株进行分子鉴定,并对该藻株进行紫外诱变、甲基磺酸乙脂(ethyl methyl sulfonate,EMS)诱变和复合诱变,采用96孔板高通量筛选技术和递进式重复筛选方法选育高生物量、高蛋白突变株。【结果】经18SrRNA基因序列分析,TX鉴定为Chlorella sorokiniana,从540个可能的突变株中筛选到8个遗传稳定且生长较快的突变株,其中H10的总蛋白含量达64.2%,可溶性蛋白含量达0.44g/L,干重达0.72g/L,分别较出发藻株提高3.4%、15.8%和26.2%。【结论】突变株H10蛋白含量高且生长较快,可用于天然饵料生产。     

用β-紫罗兰酮筛选虾青素高产菌株

用β-紫罗兰酮作为筛选剂选择性分离海洋红酵母虾青素高产突变菌株.实验结果表明,在β-紫罗兰酮存在的情况下,由于类胡萝卜素合成受到抑制,海洋红酵母的生物量和虾青素合成量都减少;当平板培养基中β-紫罗兰酮浓度达到370 mg/L时,海洋红酵母的致死率为92.3%:在这种平板培养基上涂布经甲基磺酸乙酯诱变的海洋红酵母,随机筛选200个菌落,结果表明生物量、虾青素体积产率和细胞产率均有所提高的正突变株占18%,生物量、虾青素体积产率和细胞产率的单项指标有所提高的正突变株分别占22.5%、45%和46%.该实验结果表明在分离培养基中添加β-紫罗兰酮可选择性地分离海洋红酵母虾青素高产菌株,提高虾青素高产突变株的筛选效率.     

微藻生物质产品和生物活性物质的研究与开发

本文综述了微藻在生物质产品及活性物质开发上的研究进展。部分微藻如节旋藻、小球藻、盐生杜氏藻和雨生红球藻等已用于商业化生产生物质产品。另外,从微藻中提炼的生物活性成分如β-胡萝卜素、虾青素、藻蓝蛋白、长链多不饱和脂肪酸和活性多糖等已应用于营养保健品和化妆品的生产。基于微藻种类的多样性和基因工程、代谢工程的快速发展,微藻天然产物具有很大的开发潜力。