YAG激光照射对高山被孢霉花生四烯酸产量的影响

花生四烯酸产生菌高山被孢霉的孢子在时间为8min,距离为10cm的YAG激光剂量照射下,其致死率为75％－80％,以该剂量反复进行照射及菌种筛选,得到其最高生物量28.6g/L,油脂11.04g/L,3.10g/L的突变株T105,比对照菌株的AA产量及油脂量分别提高了2．95倍和1．71倍。通过对突变株T105的形态,代谢情况以及继代稳定性进行分析,认为YAG激光诱变育种是获得茶花生四烯酸高产菌株的有效方法。     

深黄被孢霉高产花生四烯酸菌株的紫外诱变原生质体育种

【目的】为了获得一株生长活力较强, 产花生四烯酸能力强的菌株。【方法】我们以干菌重、微生物油脂产量和花生四烯酸产量为评价指标,采用紫外线诱变原生质体的方法。我们利用单因素实验确定了紫外线诱变剂量, 并采用气相色谱分析了花生四烯酸含量。【结果】试验结果表明：紫外灯功率20 W,照射距离30 cm,照射时间40 s,其致死率为79.5 %。【结论】经过诱变及菌种筛选所获得高产菌株YZ-124的生物量为36.5 g/L,微生物油脂含量为19.2 g/L,花生四烯酸含量为4.72 g/L,花生四烯酸产量比出发菌株AS3.3410提高576 ％,并且遗传性能稳定。     

紫外线诱变深黄被孢霉选育花生四烯酸高产菌株

为获得生长活力较强, 产花生四烯酸能力强的菌株, 以微生物油脂产量和花生四烯酸产量为评价指标, 采用2轮紫外线诱变的方法, 利用单因素试验确定紫外线照射时间, 并采用气相色谱分析花生四烯酸含量。试验结果表明: 紫外灯功率20 W, 照射距离30 cm, 照射时间80 s, 其致死率为76.4%。经过诱变及菌种筛选, 获得1株高产菌株Z80s2-109, 其总油脂含量为16 g/L, 花生四烯酸产量为2.34 g/L, 花生四烯酸产量比原始对照菌株提高377%, 并且遗传性能稳定。     

谷氨酸对花生四烯酸产生菌被孢霉发酵的影响

研究了不同浓度谷氨酸对被孢霉生产花生四烯酸的影响,发现当加入谷氨酸浓度为0.8g/L时总油脂和花生四烯酸产量达最高,选择0.8g/L谷氨酸进行花生四烯酸产生菌被孢霉发酵动力学研究的结果表明,在培养基中加入0.8g/L谷氨酸可以明显促进被孢霉的生长,加速基质代谢,提高单位被孢霉中的油脂和花生四烯酸产量,尤其在发酵第7d时生物量、油脂和花生四烯酸产量达到最大,分别为24.43、9.21、1.41g/L,分别是对照组第7d所得的1.13、1.15和1.69倍。     

原生质体诱变选育ε-聚赖氨酸高产菌株

以白色链霉菌UN2-71为出发菌株,对其原生质体进行硫酸二乙酯(DES)诱变,选育ε-聚赖氨酸高产菌株。经过试管初筛和摇瓶复筛,得到1株稳定性好的菌株D3-32,摇瓶产量达到1.56g/L,比出发菌株提高49.43%。采用2.3L发酵罐进行发酵试验,控制pH分两阶段培养后,ε-聚赖氨酸最高产量达到4.59g/L,比出发菌株提高了2.65倍。     

氨糖合酶的定向改造及其在氨糖生物合成中的应用

本研究采用基因工程手段克隆表达和定向改造氨糖合酶GLS,并通过共表达氨糖乙酰化酶GNAL进一步增强宿主菌氨糖产生能力。首先通过不同表达质粒和宿主的优化筛选出最优GLS表达体系,成功构建获得E.coli Rosetta-gami(DE3)-p ET-24a-GLS工程菌,检测其氨糖Glc N产量为1.63 g/L。为提升重组酶的转化能力,采用易错PCR技术对氨糖合酶进行非理性改造,通过高通量筛选方法从2 700余株克隆的文库中筛选获得一株高产Glc N的突变株,其产量达到3.57 g/L,相比出发菌株提高1.19倍。由于Glc N的积累对于氨糖合酶重组菌生长及代谢活动具有一定的抑制作用,本研究进一步通过共表达氨糖乙酰化酶GNAL,将Glc N部分转化为乙酰化氨糖Glc NAc,减少产物的抑制效应,结果表明GNAL与GLS串联表达能显著提升菌株的转化能力,Glc N及Glc NAc累积产量达到7.83 g/L,比单独表达GLS时提升2.19倍。经过初步摇瓶发酵优化,在5 L发酵罐上最高产量达到9.85 g/L。本研究从GLS的改造策略出发,通过易错PCR非理性改造的方式提升了GLS对于产物氨糖的耐受性,增强了GLS合成氨糖的能力,为进一步提升大肠杆菌发酵合成氨糖能力奠定基础。     

谷氨酰胺高产菌株的定向选育研究

采用谷氨酸棒杆菌S9114为出发菌株,经γ-射线—硫酸二乙酯—γ-射线诱变,磺胺胍抗性筛选后,定向选育出1株高产菌株SH77。在适宜的条件下积累谷氨酰胺平均为38.9g/L,最大达39.3g/L,比出发林提高了3.81倍。该菌株在最优化代谢控制发酵工艺条件下,谷氨酰胺产量最高达56.2g/L。     

离子注入花生四烯酸产生菌诱变选育

利用离子束注入生物技术对花生四烯酸产生菌(Mortierella alpina)进行诱变高产菌筛选。筛选到高产菌I₄₉N₁₈,该菌每升培养液可得生物量30.80g(约4%的含水量),干菌体油脂含量为25.8%,其中花生四烯酸的含量占总.脂的45.37%。30L和250L发酵罐发酵试验,该高产菌的花生.四烯酸得率为4.0g/L。     

花生四烯酸油脂高产菌株的选育

以高山被孢霉为出发菌株,抗氧化剂——没食子酸辛酯为筛选剂,经过紫外-LiCl复合诱变处理,筛选出抗脂肪酸脱氢酶抑制剂的菌株。将筛选出的菌株经过摇瓶发酵复筛,筛选到1株生产性能优于出发菌株的突变株R807。与原始菌株相比,该菌株的油脂组成脂肪酸分布中C18系列脂肪酸相对较少,花生四烯酸(ARA)占总脂肪酸的含量保持在40%(质量分数)以上。其菌体生物量达到39.2 g/L,油脂产量达到16.3 g/L,ARA占总脂肪酸含量为41.72%(质量分数),ARA产量达6.81 g/L。各数值比原始菌株分别提高了22.9%、3.2%、35.1%和39.8%。连续传代多次,其产量性状无显著变化。     

基于核糖体工程理论的常压室温等离子体诱变筛选多杀菌素高产菌

利用核糖体工程理论,采用常压室温等离子体(ARTP)诱变对刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)进行诱变筛选。以刺糖多孢菌QYLZ 88912菌株为出发菌株,对其进行ARTP诱变,选取三个不同致死率的照射时间,将孢子悬液混合,以增加抗性筛选几率。然后基于核糖体工程技术理论对混合孢子悬液进行初筛,最终筛选出了1株多杀菌素高产菌Sg200Rif110St40Er90-028。该菌株同时具有磺胺胍、利福平、链霉素、红霉素的多重抗性,摇瓶发酵试验表明,发酵7d后多杀菌素浓度可达到1 516.93 mg/L,较出发菌株QYLZ 88912的产量610.75 mg/L提高了148.37%,且遗传性稳定。以得到的高产菌Sg200Rif110St40Er90-028作为出发菌株,对发酵培养基进行响应面优化实验,优化后的培养基(g/L):葡萄糖46.97、麦芽糊精35、酵母粉40.36、水浸棉籽粉32.88、碳酸钙3,多杀菌素的产量为2 361.81 mg/L,比出发菌株的产量提高了286.71%。     

冷激诱导高温胁迫下番茄幼苗矮化机理

为了探明冷激诱导高温胁迫下番茄幼苗矮化的机理,育苗期间,每天8:00对幼苗分别进行5、10、15 ℃持续时间依次为10、20、30 min的冷激处理,测试了不同冷激强度下番茄幼苗乙烯释放速率,研究了冷激处理T10 ℃ D10 min(10 ℃持续10 min)结合不同生长调节物质对番茄幼苗乙烯释放速率、赤霉素(GA₃)含量和幼苗生长特性的影响.结果表明： 冷激处理刺激了番茄幼苗乙烯的产生,随着冷激温度的降低和冷激时间的延长,冷激诱导乙烯释放的效应显著增强.5 ℃持续30 min的冷激处理番茄幼苗乙烯产生速率最大,达到60.3 nL·h^-1·g^-1,为对照的6.5倍;乙烯利(ETH)、硫代硫酸银(STS)、GA₃和多效唑(PP333)均不能完全阻止冷激处理T10 ℃D10 min诱发的高乙烯产生率.冷激处理T10 ℃D10 min番茄幼苗茎叶GA₃含量为80.8 μg·g^-1,与对照(130.6 μg·g^-1)相比降低了38.1%.喷施ETH、STS对冷激诱发的幼苗矮化效应无显著影响,而GA₃显著减弱了冷激的矮化效应,PP333显著增强了冷激的矮化效应.以株高作为衡量指标,浓度为4.0 mg·L^-1的PP333处理,相当于10 ℃冷激处理.冷激诱导的番茄幼苗矮化效应主要原因在于冷激降低了番茄幼苗茎叶GA₃的含量.T10 ℃ D10 min可以在降低幼苗株高的同时不降低幼苗干物质的积累.     

低温下水稻幼苗叶片细胞膜膜脂过氧化和膜磷脂脱酯化反应

水稻幼苗遭遇冷胁迫（１℃,光照强度１５０μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１）２ｄ,其叶片丙二醛（ＭＤＡ）含量明显增加,酸性磷酸酯酶活性也增加,同时无机磷含量也增加。３０ｍｍｏｌ／Ｌ的ＣａＣｌ２浸泡种子１ｄ则削弱了冷胁迫的这种作用。Ｈ２Ｏ２和甲基紫精（ＭＶ）均有刺激幼苗叶片和离体根质膜酸性磷酸酯酶活性的作用。     

发酵性丝孢酵母HWZ004利用水稻秸秆水解液发酵产油脂

为高效利用水稻秸秆中的纤维素和半纤维素产油脂,采用稀酸预处理和酶水解两步法对水稻秸秆进行水解,然后以水解液为碳源,培养发酵性丝孢酵母Trichosporon fermentans HWZ004产微生物油脂。结果表明,经简单overliming法脱毒后水稻秸秆水解液中乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度分别为0.4 g/L、0.1 g/L和0.05 g/L。只需添加少量氮源和微量CuSO4?5H2O,该水解液即可满足T. fermentans HWZ004发酵产油脂的要求。发酵最适接种量、初始pH和温度分别是5.0％、7.0和25 ℃。T. fermentans HWZ004在优化条件下培养7 d的生物量、油脂含量和油脂产量分别是26.4 g/L,52.2％和13.8 g/L;油脂得率系数为17.0,大大高于驯化前菌株T. fermentans CICC 1368在脱毒水稻秸秆半纤维素水解液中的对应值 (11.9)。所产油脂的脂肪酸组成与植物油相似,不饱和脂肪酸含量达70％以上,宜作为生物柴油的生产原料。     

NaCl和Na2CO3胁迫对桑树幼苗生长和光合特性的影响

以1年生“青龙桑”幼苗为试验材料,研究了中性盐(NaCl)和碱性盐(Na2CO3)胁迫下桑树幼苗的生长和叶片光合特性.结果表明： 盐胁迫明显降低了桑树幼苗的株高、叶片数、生物量和叶片的光合能力.随着Na+浓度的增加,桑树叶片的气孔导度、蒸腾速率、净光合速率、实际光化学效率、电子传递速率和光化学猝灭系数明显降低,过剩光能以非光化学猝灭形式耗散的比例增加,桑树叶片的光能转化效率和光合能力下降.在Na+浓度＜150 mmol·L-1时,桑树幼苗的光合能力和生长受到的抑制较小,通过增加根冠比进一步适应盐胁迫,但这种保护机制随着盐浓度的增加逐渐降低.在Na2CO3胁迫下,＞50 mmol·L-1Na+浓度对桑树的生长和光合能力表现出较强的抑制作用,并随Na+浓度的增加,抑制程度加大.在NaCl＜150 mmol·L-1时,桑树的光合能力主要依赖植株形态和光合代谢双重途径适应中性盐逆境,而在NaCl浓度＞150 mmol·L-1和碱性盐胁迫下,其主要依赖光合代谢来适应逆境.     

低能氮离子注入同源四倍体水稻的生物学效应

以低能氮离子束为诱变源,对同源四倍体水稻进行注入处理后,对其生物学效应进行了研究。研究结果表明,同源四倍体水稻比二倍体水稻对低能氮离子束注入处理更敏感。在注入离子剂量为3×1017N+/cm2时,同源四倍体水稻所受到的损伤比二倍体水稻所受到的损伤更严重。4份同源四倍体水稻(即IR36(4)、IR28(4)、紫血稻(4)、明恢63(4))的成苗率分别是2.0%、3.5%、3.0%和4.0%,致死率非常高。在同样条件下,4份相应的二倍体水稻(即IR36(2)、IR28(2)、紫血稻(2)、明恢63(2))的成苗率分别是33.0%、31.5%、29.0%和24.5%,致死率也比较高。在经过注入处理后的当代群体内,4份同源四倍体水稻的平均变异频率为32.5%,而4份相应的二倍体水稻的平均变异频率为9.5%。在同源四倍体水稻IR36(4)和IR28(4)的变异群体内分别发现22株和14株结实率均达到75.0%以上的单株,其中在IR36(4)群体内有1单株的结实率高达91.89%;在紫血稻(4)的变异群体内发现2株具有双胚苗性状的单株;在二倍体水稻明恢63(2)的变异群体内发现1株具有红心米性状的单株。在第二代群体中,除了叶鞘变异和米质变异这两个变异性状能稳定遗传之外,其它变异性状在群体内都发生了明显的性状分离现象。同源四倍体水稻的高结实率特性和双胚苗特性表现出一定的可遗传性。     

Enhancing Lipid Production from Crude Glycerol by Newly Isolated Oleaginous Yeasts: Strain Selection, Process Optimization, and Fed-Batch Strategy

High lipid-accumulating yeast Trichosporonoides spathulata was newly isolated using crude glycerol as a sole carbon source. After process optimization in a 5-L bioreactor equipped with pH control and aeration system, T. spathulata produced biomass of 11.3 g/L and lipid of 5.01 g/L with a lipid content of 44.3 % using 10 % (w/v) of crude glycerol supplemented only with 0.5 % (w/v) of ammonium sulfate. A one-stage fed-batch feeding with crude glycerol and ammonium sulfate enhanced biomass and lipid production up to 17.3 and 7.25 g/L, respectively, with a lipid content of 41.9 %, while a two-stage fed-batch feeding with only crude glycerol in the second stage led to a lower biomass of 13.8 g/L but a higher lipid production of 7.78 g/L and a higher lipid content of 56.4 %. The fatty acid composition of produced lipid that is similar to plant oil indicates the high potential use of T. spathulata lipid as biodiesel feedstocks.     

中国北方草地土壤呼吸的空间变异及成因

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键指标,决定了土壤源二氧化碳(CO₂)进入大气的通量,对预测全球气候变化背景下区域乃至全球碳循环变化具有重要意义.本文通过室内短期培养试验测定了中国北方草地样带土壤样品的呼吸速率,研究了北方草地土壤呼吸的区域尺度格局及其与主要调控因子的关系.结果表明：土壤呼吸速率自西向东随年均降水量(MAP)增加呈逐渐增加的趋势,变化范围为0.35～2.09 μg CO₂C·g^-1·h^-1.其中,MAP<100 mm时,土壤呼吸速率为0.35～0.73 μg CO₂C·g^-1·h^-1;100 mm 2C·g^-1·h^-1;MAP>300 mm时,土壤呼吸速率为0.83～2.10 μg CO₂ C·g^-1·h^-1.土壤呼吸速率与年均降水量、地上生物量、土壤有机碳氮含量呈显著正相关,而与年均温和pH值呈显著负相关.增强回归树分析显示,年均降水量、地上生物量、土壤有机碳含量和土壤有机氮含量分别解释了土壤呼吸总变异的25.5%、23.6%、18.3%和12.5%,而土壤pH和年均温仅解释了10.8%和9.2%.     

Production of high yields of arachidonic acid in a fed-batch system by Mortierella alpina ATCC 32222

Of six strains of Mortierella tested, Mortierella alpina ATCC 32222 produced the highest yields of arachidonic acid. Supplementation of soy flour (1% w/v) and vegetable oils (1% v/v) significantly increased the biomass, lipid content and arachidonic acid level. Replacement of NaNO₃ with corn steep liquor (1% w/v) also improved arachidonic acid production. A fed-batch culture system at 25 °C, producing a high biomass (52.4 g/l) and arachidonic acid content (9.1 g/l) in 8␣days, was developed. A fed-batch system at low temperature (15 °C) gave even higher arachidonic acid levels (11.1 g/l) in 11 days. Received: 28 October 1996 / Received revision: 3 March 1997 / Accepted: 7 March 1997