谷氨酸发酵中的噬菌体危害及其防治

噬菌体是一种病毒,它的体积比细菌还小,可以通过细菌过滤器,只有在电子显微镜下才能看到.噬菌体缺乏细胞结构,没有独立代谢酶体系,只有寄生活体细胞中生长和繁殖,并且有专一寄生性,在国内外发酵工业中噬菌体危害是一个普遍问题,在谷氨酸、酶制剂、抗菌素生产中都有噬菌体危害,本文专门介绍谷氨酸发酵中噬菌体感染情况及其防治方法.     

六偏磷酸钠对卡那链霉菌噬菌体侵染的抑制

在卡那链霉菌发酵培养基中,添加0.05—0.1％六偏磷酸钠,对噬菌体侵染有明显的抑制作用,而不能直接使噬菌体失活,对生产菌的生长和卡那霉素的产生无影响,对抗菌素的树脂提取也无妨碍。     

红霉素链霉菌抗噬菌体菌株的选育

在红霉素生产过程中,曾多次出现噬菌体的感染。我们从被感染的发酵自溶液中分离出7株噬菌体,并用电子显微镜观察了P1、P3、P6的形态。以不同类型的噬菌体选育出抗噬菌体菌株,其中一些抗性菌株的抗菌素产量,比敏感的出发菌株高,曾先后用于生产。用噬菌体处理得到的抗性菌株的产量,比用物理或化学诱变因素处理得到的菌株提高幅度大。     

卷曲链霉菌抗噬菌体菌株的选育

以抗菌素生产水平较高(4500γ/ml),对噬菌体敏感的卷曲链霉菌作出发菌,经噬菌体自然选择,紫外和亚硝基胍复合处理,获得5个抗噬菌体的菌株。菌体形态无变异。摇瓶发酵水平为4539—4649γ/ml,发酵罐产量平均为4533γ/ml,最高达6440γ/ml。     

噬菌体在食品工业中的应用与危害防控

近年来,噬菌体由于其特异性侵染细菌的特性,在食品加工及保藏过程中有害微生物的控制和检测方面展现出良好的应用前景。例如在食品表面喷洒噬菌体或将噬菌体与食品包装材料结合,对食源性致病菌及腐败菌加以控制,以及利用基因工程手段构建报告噬菌体对食源性致病菌进行快速检测等。然而,噬菌体也是危害食品发酵的重要因素之一,轻则减产,重则引起整个发酵过程失败,造成巨大的经济损失。目前主要通过噬菌体消毒及灭活、发酵菌种变换等方式防止噬菌体污染。本文综述了食品工业中噬菌体应用及危害的研究现状,以期为拓宽噬菌体在食品工业中的应用途径及开发噬菌体污染防治的新技术提供理论依据。     

酱香型白酒发酵中地衣芽孢杆菌前噬菌体的鉴别

【背景】噬菌体是微生物群落的重要组成部分,但传统白酒发酵中噬菌体的分类和存在尚不清楚。【目的】通过检测公共数据库和酱香型白酒发酵中地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)基因组中的前噬菌体整合区域,探究传统酱香型白酒发酵中关键功能菌株的前噬菌体分类和侵染情况。【方法】使用未培养(细菌全基因组分析)和可培养(菌株筛选和特异性PCR反应)技术对不同环境来源和来自酱香型白酒发酵的地衣芽孢杆菌前噬菌体的分类和存在进行解析。【结果】细菌全基因组分析显示,30株来自不同环境的地衣芽孢杆菌基因组中共注释到165个前噬菌体,其中63.6%(105/165)为完整前噬菌体序列。97.1%感染地衣芽孢杆菌的噬菌体属于长尾噬菌体科(Siphoviridae),2.9%属于肌尾噬菌体科(Myoviridae),53.0%完整前噬菌体的基因功能未知。在来自酱香型白酒发酵的B. licheniformis MT-B06中检测到7个前噬菌体整合序列,其中57.1%(4/7)为完整前噬菌体序列,来自酱香型白酒发酵的地衣芽孢杆菌存在多种不同前噬菌体的共感染。来自酱香型白酒发酵的地衣芽孢杆菌前噬菌体存在来自细菌基因组上相邻CotD孢子外壳蛋白(CotD family spore coat protein)基因的水平基因转移。在26株来自酱香型白酒发酵的地衣芽孢杆菌中,69.2%(18/26)存在噬菌体编码主要衣壳蛋白的基因,100.0%(26/26)存在噬菌体编码CotD孢子外壳蛋白的基因。【结论】来自不同环境的地衣芽孢杆菌和酱香型白酒发酵的地衣芽孢杆菌中存在高水平的前噬菌体整合,来自酱香型白酒发酵的地衣芽孢杆菌前噬菌体中广泛存在来源于宿主的CotD孢子外壳蛋白基因的水平基因转移。本研究为首次对传统发酵白酒中噬菌体的分类和存在进行探究,有助于对发酵微生物群落中噬菌体-细菌相互作用加深理解。     

抗菌素生成基因的克隆和表达

最近在抗菌素生物合成的分子遗传学方面的进展为改进抗菌素生产开辟了新的前景。看来编码抗菌素生物合成有关的酶的基因是簇集在产生抗菌素生物的DNA上。已开发了一些低和高拷贝的质粒和噬菌体载体以便在产生抗菌素的链霉属(strcptomyces)中进行克隆。借助于聚乙烯乙二醇的转化或转染链霉属原生质体的方法可将DNA引入。一些对抗菌素生物合成特异的基因已被克隆。     

N-酰基氨基酸对氨基酸产生菌噬菌体的抑制作用

在氨基酸发酵工业中,已筛选出许多对噬菌体具有抑制作用的N-酰基氨基酸。试验采用乳酸发酵短杆菌(Brevibacterium Lactofermentum)No 2256-L1噬菌体系统。供试的76种化学试剂中,在N-酰基上带有16或18个碳原子的谷氮酸的N-酰基衍生物,其浓度为20μg/ml,能选择性的抑制噬菌体感染,而对细菌的生长和发酵没育影响。该物质对其它种类的细菌噬菌体系统也有作用。N-棕橺酰-L-谷氨酸(N-Palmitoyl-L-glutamic acid)对噬菌体的抑制作用已研究。试验的结果指出;浓度为20μg/ml的N-棕橺酰-L-谷氨酸对噬菌体的吸附作用没有影响,但是它能减少噬菌体在潜伏期中的感染数目,并且抑制子代噬菌体的释放数目。     

红霉素链霉菌噬菌体的研究

关于红霉素链霉菌的噬菌体曾有过一些报导,国内,张筱玉等人从被感染的发酵自溶液中分离出八株噬菌体,对其中三株噬菌体做了电镜观察。并筛选出了相应的抗性菌株。我们对大连制药厂近年来在红霉素生产过程中所出现的异常发酵现象进行了分     

一株具有噬菌体抗性的芽孢杆菌BS-2的鉴定及葡萄糖流加工艺优化

筛选噬菌体抗性菌株以解决枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)生产过程中噬菌体污染问题并提高抗性菌株的发酵水平。采用双层平板法从异常发酵液中分离并纯化以枯草芽孢杆菌为宿主的噬菌体,利用纯化得到的噬菌体筛选实验室芽孢杆菌库以得到抗性菌株,结合16S rDNA和gyrA基因序列进行系统发育分析确定其分类地位,以分批发酵的生长曲线及葡萄糖含量曲线作为基础,对发酵培养基的初糖浓度及葡萄糖的流加方式进行优化提高筛选到的噬菌体抗性菌株的发酵水平。从异常发酵液中分离到噬菌体S01及S02并在实验室芽孢杆菌库中筛选到一株噬菌体无法侵染的芽孢杆菌BS-2,结合16S rDNA及gyrA基因序列的系统发育分析将BS-2鉴定为枯草芽孢杆菌,按照葡萄糖初始浓度15 g/L,葡萄糖浓度低于5 g/L时以2 g/L·h的速度流加葡萄糖,补加量10 g/L的流加补料方法,可以将发酵水平提高至2.43×1010 CFU/mL。枯草芽孢杆菌BS-2具有较好的噬菌体抗性且经过工艺优化可以达到较高发酵水平,有较强工业化应用潜力。     

基因工程技术在建立噬菌体抗性机制研究中的应用

在自然发生的噬菌体抗性机制的基础上,应用基因工程技术可以建立广泛的噬菌体抗性机制,为有效解决噬菌体感染问题提供了新的策略。噬菌体编码的抗性、反义RNA技术、自杀陷阱及限制/修饰系统的应用是近年来发展起来的几种抗噬菌体策略,着重对其作用机制、研究进展及其意义作一介绍。同时指出应用基因工程技术构建的噬菌体抗性菌株应用于食品发酵工业中所存在的问题,并对其应用前景作了展望。     

限制修饰系统cglI赋予钝齿棒杆菌抗噬菌体功能活性

为解决氨基酸发酵工业中的噬菌体污染问题, 对cglI基因复合体在钝齿棒杆菌中的功能活性表达进行研究。通过PCR从谷氨酸棒杆菌基因组扩增cglI基因复合体, 构建重组质粒pJL23-cglI, 转化钝齿棒杆菌T6-13后得到重组菌株。定性和定量检测重组菌株的噬菌体抗性。实验结果表明, 携带cglI基因复合体的重组钝齿棒杆菌显示了明显的抗噬菌体功能活性和较广的抗噬菌体谱, 进而证实了cglI基因复合体用于构建钝齿棒杆菌抗噬菌体菌株的可行性, 为解决氨基酸发酵生产中的噬菌体污染问题提供了一种有效方法。     

限制修饰系统cglI赋予钝齿棒杆菌抗噬菌体功能活性

为解决氨基酸发酵工业中的噬菌体污染问题, 对cglI基因复合体在钝齿棒杆菌中的功能活性表达进行研究。通过PCR从谷氨酸棒杆菌基因组扩增cglI基因复合体, 构建重组质粒pJL23-cglI, 转化钝齿棒杆菌T6-13后得到重组菌株。定性和定量检测重组菌株的噬菌体抗性。实验结果表明, 携带cglI基因复合体的重组钝齿棒杆菌显示了明显的抗噬菌体功能活性和较广的抗噬菌体谱, 进而证实了cglI基因复合体用于构建钝齿棒杆菌抗噬菌体菌株的可行性, 为解决氨基酸发酵生产中的噬菌体污染问题提供了一种有效方法。     

油和脂肪在抗菌素发酵中的作用

抗菌素发酵是微生物生长代谢的复杂过程。本文仅简单介绍油和脂肪在抗菌素发酵过程中的作用。 油和脂肪作为消沫剂 关于发酵中形成大量泡沫的机理在过去有各种论述。泡沫的稳定性与吸附在泡沫表面上的蛋白质有关,而蛋白质又是泡沫的稳定剂;某些影响泡沫稳定性     

谷氨酸发酵中噬菌体的污染与防治

在谷氨酸发酵生产中,倘若污染噬菌体,轻则减产,重则倒罐,造成严重损失。所以防治噬菌体的污染是很重要的,现分述如下。一、噬菌体是什么? 噬菌体是病毒的一种,是一种极微小的生物,体积是细菌的1/1000左右,它可以通过细菌过滤器,只有在电子显微镜下才能看到。其特性如下: 1.从形态学角度分噬菌体为六群:1、2、3     

谷氨酸产生菌噬菌体的限制性内切酶分型

噬菌体污染在全国各地味精厂广泛存在,严重的污染常导致发酵中期倒罐。肇致巨额经济损失,我们从上海,沈阳,山东、武汉等地味精厂发酵环境及异常发酵液中分离出多株噬菌体,鉴于目前常用的噬菌体的分型标准具有某些局限性,我们试用DNA的限制性内切酶谱来区分噬菌体的型别。根据3种指标分别对8株噬菌体分型:按限制内切酶Bam H Ⅰ和Pst Ⅰ图谱分为7型。按宿主范围分为2型-按形态特征分为5型,这些结果不仅说明限制性内切酶分型是比宿主范围、形态特征更为灵敏的指标,而且表明限制性内切酶Pst Ⅰ和Bam H Ⅰ作为对噬菌体的分型标准是可行和方便的。     

改造噬菌体用于治病更有效

俄罗斯遗传和微生物育种科研所研究人员运用现代生物技术在研发噬菌体及其用于清除致病菌和治疗疾病方面取得新进展 :1.突破了噬菌体对其寄主裂解的专一性 :他们通过基因技术的应用改造了噬菌体 ,使其进入人体内之后能攻击多种类的病原菌 ;也就是说 ,这种“工程噬菌体”能使病原菌产生毒蛋白 ,更有效地杀死其它病原菌。显然 ,对比抗菌素治病 ,其具有独特的优越性。一是致病菌难以产生抗药性 ,或者说 ,不存在抗药性的问题 ;二是噬菌体的杀菌效果显著 ,疗效持久。因此 ,这种“工程噬菌体”用来治疗某些致病菌引发的疾病所产生的疗效有广阔的开…     

绿脓菌素的研究

多数的细菌能产生细菌素(Bacteriocin)(表1)。细菌素是种具有活性的高分子蛋白质。它只对相应的受体菌起作用,它与抗菌素比较,其抑菌谱很狭窄;与噬菌体比较,细菌素不能繁殖,但产生的机制和作用机理同噬菌体相似。     

噬菌体在食品安全中的应用和潜在风险

近年来,经食品传播的感染性疾病时有发生,有的国家甚至有增多趋势。噬菌体在早期被用来治疗细菌性疾病,现在人们已经意识到噬菌体在食品工业上的应用前景也非常广阔。已经有人提出把它作为食品添加剂使用以杀灭食源性致病菌。而噬菌体本身的特性也确实说明,噬菌体是保障食品安全的理想工具。因为噬菌体不仅安全可靠,而且有严格的宿主特异性,在杀灭食源性致病菌的同时不会杀死生产中的发酵菌株。噬菌体可以用在食品生产中的各个环节以杀灭或抑制病原菌,比如原料采集、生产、储藏等环节。探讨噬菌体杀灭食源性致病菌的应用前景和潜在风险。     

一株产1，3-丙二醇的克雷伯氏菌的噬菌体生物学特性

[目的]克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇过程中发生噬菌体感染会严重影响宿主菌的生长和目标产物的生成,因此分离克雷伯氏菌噬菌体并考察其生物学特性对预防和控制噬菌体感染具有重要意义.[方法]采用敏感指示菌法及Adams双层平板法从感染噬菌体的肺炎克雷伯氏杆菌发酵液中分离得到一株噬菌体;纯化后用磷钨酸负染法电镜观察;手工法提取噬菌体核酸,酶切后琼脂糖凝胶电泳分析;同时考察了其最佳感染复数、一步生长曲线及对温度、pH、紫外线、乙醚和氯仿等理化因素的敏感性等生理特性;最后考察了噬菌体对肺炎克雷伯氏杆菌生长和发酵的影响.[结果]分离出一株肺炎克雷伯氏杆菌溶源性噬菌体,其噬菌斑为无晕环透明圆斑,直径约1.5 mm;其头部为直径约60 nm-70 nm的球体,有一长约160 nm的丝状长尾;基因组核酸能被双链DNA内切酶EcoR Ⅰ及HindⅢ切开,大小约42 kb;对高温和紫外线敏感,耐碱性而受强酸抑制,对氯仿不敏感;最佳感染复数为1,潜伏期与裂解期均为50 min,裂解量为343个;感染噬菌体的肺炎克雷伯氏杆菌的细胞生长延滞约8h,代谢流偏向乳酸途径.[结论]该噬菌体属于无包膜长尾噬菌体,能改变克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇的代谢规律,为1,3-丙二醇发酵生产过程中噬菌体感染的预防和控制研究奠定了基础.