黑曲霉变异株UV-11-48的选育及产糖化酶条件的研究

以黑曲霉(Aspergillus niger)变异株UV-11为出发菌株,经亚硝基胍多次诱变,获得一株比亲株产糖化酶活力提高30%左右的变异株UV-11-48。对UV-11-48菌株进行了发酵条件及酶系组成等的研究。固体曲生产性试验,种曲糖化酶活力最高达12240u/g,麸曲酶活力平均8000—9000u/g,最高达11700u/g,在酿酒工业固体曲生产中,取得明显经济效益。     

新一代糖化酶高产菌株的选育及其工业应用

【目的】建立对糖化酶生产菌种黑曲霉随机突变文库进行筛选的方法,以获得糖化酶酶活提高的突变菌株。【方法】以一株可产糖化酶的黑曲霉菌株Aspergillus niger X1为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变获得突变文库,采用葡萄糖的结构类似物——2-脱氧葡萄糖进行筛选,并在筛选过程中逐渐提高2-脱氧葡萄糖浓度,定向选育具有2-脱氧葡萄糖抗性、高产糖化酶的突变株。【结果】获得的高产突变菌株DG36摇瓶发酵糖化酶产量比出发菌株A.niger X1提高22.2%–33.8%,经工业水平50 m~3罐发酵测试,突变株DG36发酵128 h糖化酶活可达49094 U/m L,在相同发酵时间内,其酶活较出发菌株A.niger X1提高32.8%,发酵时间缩短16.9%。【结论】本研究开发了一种以2-脱氧葡萄糖为抗性标记选育高产糖化酶突变株的方法,所得突变株DG36遗传性状稳定,与出发菌相比具有菌丝粗壮、产酶期提前、糖化酶活高、发酵时间短、有利于发酵后处理的优点。     

黑曲霉组成型表面展示南极假丝酵母脂肪酶B及其发酵调控

黑曲霉表面展示南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)可有效应用于食品、化妆品、医药等行业。以黑曲霉Aspergillus niger SH-1为宿主细胞构建诱导型糖化酶基因启动子表面展示CALB,在较高浓度葡萄糖碳源的发酵中CALB表达会受到抑制,发酵后期菌体容易出现菌丝断裂和展示酶活力下降等问题。采用组成型3-磷酸甘油醛脱氢酶基因启动子替代诱导型糖化酶基因启动子的细胞表面展示CALB黑曲霉菌株可有效解决上述问题,该菌株不但可以利用葡萄糖,而且还能利用木糖为发酵碳源,以木糖为碳源发酵在144 h展示酶水平达到1 100.28 U/g。文中探讨了甘蔗渣水解液发酵生产黑曲霉表面展示CALB,初步达到预期的结果,为甘蔗渣的综合利用提供了新途径。     

黑曲霉产菊粉酶菌株的选育及培养基优化

为获得高产菊粉酶的黑曲霉菌株,以Aspergillus niger YH-1为出发菌株,经过亚硝基胍(NTG)诱变,以高温高菊芋粉相结合的方式进行梯度驯化,选育出一株产菊粉酶菌株YH-3,并运用响应面实验方法对该菌株的培养基进行优化。确定了最佳培养基组成:菊芋粉25.2 g/L、豆饼粉40 g/L、蔗糖酯4.9 g/L、NaCl 5.5 g/L。发现内切菊粉酶活力(I)由60.9 U/mL提高到165.0 U/mL,比出发菌株提高了1.7倍。研究证明蔗糖酯对于黑曲霉YH-3发酵产菊粉酶是一种有效的促进剂。     

嗜热糖化酶基因在重组黑曲霉工程菌中的表达及酶学性质初步研究

为了提高糖化酶的耐热性能,降低淀粉糖化发酵工艺的生产成本,构建了同源整合载体pEasy-glaAdir以及pEasyssg,将黑曲霉(Aspergillus niger)的糖化酶基因(glaA)灭活,并将硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus)的嗜热糖化酶基因(ssg)插入到黑曲霉基因组中,筛选得到表达嗜热糖化酶的重组黑曲霉工程菌(A.nigerWW1)。重组菌的发酵结果显示,嗜热糖化酶在黑曲霉中得到了分泌表达,发酵液酶活达到3 030 U/mL。重组嗜热糖化酶的最适反应温度为90℃,最适pH为6.0,该酶具有较高的热稳定性,在80℃时的半衰期在60 min以上,具有良好的工业应用前景。     

产糖化酶黑曲霉固定化方法比较的研究

采用海藻酸钙凝胶电埋法、以沸石、多孔聚酯等材料为固定化载体的吸附法固定黑曲霉（Aspergillus niger AS3.4309)菌丝细胞,以游离菌丝体作为对照,进行发酵产糖化酶的比较,结果表明：以聚酯泡沫作为固定化载体吸附固定化菌丝细胞产糖化酶活力最高。在产糖化酶的发酵过程中,与游离菌丝体细胞相比,固定化黑曲霉持续产酶时间有一定程度的延长。     

糖化酶生产工艺的改进

在前面研究的基础上,仍采用黑曲霉突变株ＷＭＣ－１５为产酶菌株,对糖化生产和提取工艺进行了较大的改进,提高了菌株的产酶缩短了发酵时间,提高回收率,大幅度降离糖化酶的生产成本,按最佳的培养基配方和发酵工艺条件,采用突变株ＷＭＣ－１５仅发酵９６小时左右,酶活力可达２５,０００ｕ／ｍｌ以上,对提高我国的糖化酶活力及设备利用率都具有现实意义。     

黑曲霉糖化酶高产株糖化酶cDNA的合成、克隆和序列分析

从黑曲霉糖化酶高产株T21分离总Poly(A)⁺RNA,经反转录合成cDNA,建立cDNA库。以糖化酶基因片段为探针从cDNA库进行筛选,阳性率达1．6％。由限制酶酶切图谱确定30％的阳性克隆携带全长的糖化酶cDNA。序列分析结果表明,菌株T21虽经多次诱变获得,但糖化酶基因编码区序列与文献报道的黑曲霉糖化酶基因编码区序列一致。从菌株T2l构建的cDNA库中含糖化酶cDNA插入片段的克隆的高比率充分证明,菌株T21中稳态糖化酶mRNA含量很高,显然这是突变株T21糖化酶高产的重要原因之一。     

高产复合酶菌株HD-1选育的研究

从产果胶酶的黑曲霉(Aspergillus niger)菌中分离出一支产酸性蛋白酶等多种水解酶的菌株No．3号。经铜蒸汽激光诱变,选育出一支高产复合酶的菌株FID-1,该菌在简单的固体发酵培养基上,28℃培养48hr,每克鲜曲的酶活力(U)为：酸性蛋白酶7500u、纤维素Cx 酶 9061U、纤维素CL酶3581U、果胶酶5471U、糖化酶5582U。酶活平均提高率为38.86％,最高幅度是78.6％。该菌经多次连续传代和贮存一年后,产酶性状稳定。该菌株是目前国内饲料用酶制帮生产株中,酶系最齐全,产酶水平位于前列的优良菌株。     

携多拷贝glaA的重组黑曲霉过量合成糖化酶的研究

以工业生产菌株黑曲霉CICIMF0410基因组DNA为模板,扩增出糖化酶glaA基因,测序并进行表达研究。GlaA基因的核苷酸序列长为2167bp,包含4个内含子。氨基酸序列比对表明此黑曲霉糖化酶与其他曲霉属来源的糖化酶有很高的同源性。将glaA基因克隆到pBC-Hygro载体中,构建重组质粒pBC-Hygro-glaA并转化A.nigerF0410。携多拷贝glaA的转化子用150μg/mL潮霉素抗性筛选并通过荧光实时定量PCR鉴定。结果表明,在染色体整合2~3倍糖化酶基因对糖化酶的过量合成是适宜的,有助于提高糖化酶活力。对转化子进行摇瓶发酵研究,发酵终止时转化子GB0506的糖化酶活力比出发菌株F0410提高了17.5%。因此,增加黑曲霉染色体糖化酶基因的拷贝数可以显著提高糖化酶活力。     

产生物表面活性剂菌株的选育

以原油为碳源进行微好氧培养筛选到1株产生物表面活性剂的兼性厌氧菌I,其可将界面张力由16.36mN/m降到6.49mN/m。以其为出发菌株,经过紫外和甲基磺酸乙酯复合诱变,得到1株性能优良的变异新菌株,其降低界面张力的能力显著提高,界面张力降低了32.8%。性能评价表明,该菌株能在72℃高温和30%矿化度下生长。有望用于微生物采油研究。     

产谷氨酰胺菌株的诱变育种

以黄色短杆菌为出发菌株 ,经过甲基磺酸乙酯化学诱变处理 ,最后得到 1株变异株CAW 1。经初筛、复筛和传代实验 ,表明其是稳定的变异株。其谷氨酰胺的产量由诱变前的 2 .86 %提高到 4.5 8% ,提高了 6 0 .1%。     

谷氨酰胺合成酶产生菌的固定化研究

谷氨酰胺合成酶产生菌的固定化在酶法合成谷氨酰胺中的应用具有重要意义。实验首先从味精废水中筛选出谷氨酰胺合成酶高产菌株LNU018,然后分别用海藻酸钠、聚乙烯醇(PVA)为载体对谷氨酰胺合成酶高产菌棒杆菌进行固定化。探讨了固定化条件对固定化小球结构、机械强度、弹性、稳定性和培养后菌体的谷氨酰胺合成酶的活性情况的影响,分析确定最佳的固定化条件。研究结果表明,5%的海藻酸钠、11%的聚乙烯醇形成的固定化菌球大小合适,有弹性,但5%的海藻酸钠能更好的保持酶活性,比11%聚乙烯醇高16%,其为最佳的固定化条件。     

远端霉素高产菌株的选育

目的：选育远端霉素高产菌株。方法：以远端霉素产生菌（Streptomyces distallicus）D32为出发菌株,经铜蒸汽激光和5-氟尿嘧啶（5-fu）及其复合处理。结果：在复合诱变组中获得一株远端霉素高产稳产突变株DZ-206,经发酵罐应用后,其产率较出发菌株提高1．38倍。结论：该方法诱变谱广,突变率高,能够快速有效获得抗生素高产菌株。     

类胡萝卜素产生菌种的鉴定

于福建红酒酒糟中分离、筛选得到1株编号为B-5的产色素菌株。对该菌株所产色素进行定性分析,结果表明该色素为类胡萝卜素;对菌株进行常规形态和生理生化特性分析,结果表明该菌株为单细胞,呈卵圆形,芽殖;在固体培养基上,菌落呈深红色,菌落表面湿润、粘稠,边缘整齐,易被挑起;在液体培养基中,产生沉淀。无子囊孢子;无假菌丝形成。葡萄糖发酵试验为阴性,硝酸钾试验为阳性,耐高渗试验为阴性,产类淀粉化合物为阴性,37℃生长为阳性。利用26S rDNA D1/D2区域序列分析法对该菌株进行序列比对鉴定,结果表明,该酵母菌的序列与粘性红圆酵母（Rhodotorula mucilaginosa）模式菌株的序列同源性100%,结合该菌株常规形态和生理生化特性,鉴定该菌株为粘性红圆酵母（Rhodotorula mucilaginosa）。     

乳酸产生菌的选育

从5种菌株中,通过初筛和复筛筛选出一种变色范围大,产乳酸量高的菌株D(产酸量为69.36g/L),以此菌株作为出发菌,进行紫外诱变育种。从诱变处理后的计数平板上,选取10株hc值大的菌株,通过复筛最终选出了一株平均产乳酸量高的菌株D_6,其产乳酸量平均为71.73 g/L,比出发菌株高出2.37g/L。     

丁醇产生菌育种研究进展

生物丁醇产业因发酵法的产量、产率和比例低等原因受到限制。菌种改良是解决问题的一个重要和根本的策略。诱变育种仍然是工业育种的主要方法,复合诱变和理性化筛选更有效。基因工程育种对丙酮丁醇梭菌和大肠杆菌丁醇合成途径进行改造和构建优化,还可改造途径外影响合成的其它基因,以获得高产菌株,发展最为迅猛,但效果仍低于诱变育种。今后的菌种改良方向仍为提高产量和比例。     

木聚糖酶高产菌株的诱变*

出发菌株Aspergillus niger M1经过紫外线诱变得到一株木聚糖酶活力提高30％的突变株A．niger J506。木聚糖酶谱带检测发现,突变株成熟发酵液中有3种类型的木聚糖酶,而出发菌株中只有两种。经过正交试验得出突变株产酶的最佳发酵条件为：主碳源浓度4％、麸皮与玉米芯的比例为5：5、葡萄糖浓度0．1％、草酸铵浓度2．0％,培养基初始pH为5．0,250mL三角瓶的装液量为100mL。     

一株产丙烯腈水合酶菌株的研究

从山东省泰山地区土壤中分离到一株能产生丙烯腈水合酶的微生物菌株８６－１６３,经分类学特征鉴定可归属于诺卡氏菌属,其培养特征、生理生化特征及产酶活性等方面与已报导的诺卡氏菌有差别,暂定名为Ｎｏｃａｒｄｉａｓｐ．８６－１６３。     

亚油酸产生菌诱变育种

采用紫外线复合氯化锂诱变一株产亚油酸真菌拟青霉 3#B ,选出高产株B3a10。其摇瓶发酵生物量达 10 0 75g L ,脂含量达 6 0 0 0 0 % ,油酸 1.876g L ,亚油酸 1.85 4g L ,γ 亚麻酸 6 9 0 0 0mg L ,二十二碳六烯酸32 0 0 0mg L。油酸、亚油酸、γ 亚麻酸、二十二碳六烯酸分别比出发菌株 3#B(95 8mg L)提高了 82 0 ,896 ,30 ,2mg L。