碳源对圆酵母(Torula sp.)B84512发酵合成赤藓糖醇及副产物甘油的影响

研究了圆酵母(Torula sp.)B84512以不同碳源发酵产赤藓糖醇过程中副产物甘油的生成与消耗情况。发现该菌株在以任何碳源为底物发酵过程中均会产生甘油,且在发酵中后期甘油逐渐被消耗。以甘油为唯一碳源时该菌株合成赤藓糖醇的速率及产率均低于葡萄糖。葡萄糖为圆酵母B84512发酵产赤藓糖醇的最佳碳源。采用分批补料的方式提高赤藓糖醇的产率并期望能抑制甘油的生成,实验结果表明补料至总糖浓度为50%时赤藓糖醇产量最高为253 g/L,产率为1.03 g/(L.h)。但甘油产量与葡萄糖的浓度呈正相关,分批补料并不能有效抑制甘油的生成,反而导致发酵周期大大延长,对于工业化生产极其不利。通过对甘油的生成及消耗过程中关键酶胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(ctGPD)、3-磷酸甘油酯酶(GPP)、线粒体3-磷酸甘油脱氢酶(mtGPD)酶活测定,确定胞浆3-磷酸甘油脱氢酶为甘油合成途径的关键酶,为以后对圆酵母B84512中甘油代谢途径的基因工程改造选育奠定了基础。     

丛梗孢酵母发酵产赤藓糖醇条件的优化

丛梗孢酵母BH010是从蜂蜜样品中分离得到的产赤藓糖醇菌株。该实验研究了发酵培养基及发酵条件对丛梗孢酵母赤藓糖醇产量的影响。单因素实验及正交实验的结果表明,最佳发酵培养基及发酵条件为:葡萄糖含量(质量浓度)35%、酵母膏含量(质量浓度)1%、CaCl2.2H2O(质量浓度)0.2%,初始pH6.0,接种量1%,30℃摇瓶培养9d。最终赤藓糖醇产量为110.61g/L发酵液,比普通发酵条件下提高85.56%。     

1株高产L-赤藓酮糖菌株的筛选及鉴定

从腐烂的蔬菜中筛选到1株能发酵转化赤藓糖醇生产L-赤藓酮糖的菌株。基于形态学、生理生化鉴定及16S rRNA基因序列结果的分析,确定该菌属于醋酸杆菌科(Acetobacteraceae)葡萄糖酸杆菌属(Gluconobacter)kondonii,将其命名为HD385。进行初步发酵实验,该菌能以10%浓度的赤藓糖醇为底物发酵产生L-赤藓酮糖,产量达到82.9 g/L。     

高产赤藓糖醇菌株RH-UV-L4-F9发酵条件的优化

以高产赤藓糖醇菌株RH-UV-L4-F9为研究对象,采用生物统计方法分别对该菌株的发酵培养基和培养条件进行优化。发酵培养基最佳配比为葡萄糖30%,酵母膏0.5%,脲1%,MgSO_4 0.05%;最适发酵条件为34℃,初始pH值6.0.摇床转数180r/min。最适条件下赤藓糖醇产量为157.4mg/mL。     

圆酵母B84512单倍体的制备及其产赤藓糖醇特性分析

圆酵母B84512为工业用赤藓糖醇生产菌株,为获得其遗传育种单倍体亲本,以Mcclary产孢培养基进行该菌株子囊孢子萌发,萌发条件为:30℃,培养7 d,菌株产孢率为45%;以蜗牛酶裂解子囊孢子细胞壁150 min,共筛选出10株单倍体菌株,其中3株在发酵培养基中合成赤藓糖醇的能力相对较高,分别命名为Torula sp.B84512-7,Torula sp.B84512-8及Torula sp.B84512-9。经PCR验证,前两者为α型,后者为a型。将3株单倍体两两杂合,发现杂合子Torula sp.B84512-79的发酵性能最佳,赤藓糖醇产量高达97 g/L,约为出发菌株的56%。赤藓糖醇产量较高的单倍体亲本Torula sp.B84512-7及Torula sp.B84512-9可用于基因工程育种。     

原生质融合选育高产赤藓糖醇菌株的研究

在实验室经紫外诱变方法筛选到28株赤藓糖醇产生菌优良菌株基础上,采用原生质体电融合技术构建高产赤藓糖醇工程菌,对在实验过程中影响原生质体形成的各种因素以及影响电融合的各项参数进行初步研究,研究表明:酶解浓度为0.25%,酶解时间为20min,酶最适宜作用温度为35℃,最适pH值5～6。确定了最佳融合参数:交变电场强度为250V/cm,脉冲强度为6kV/cm,脉冲时间为30μs,脉冲个数为5个。融合菌株赤藓糖醇产量为120.6g/ml,葡萄糖转化率为53.2%。     

产赤藓糖醇菌株的筛选与鉴定

利用含有300g/L 葡萄糖的高渗培养基从蜂蜜、花粉、土壤等样品中筛选耐高渗酵母菌,经薄层层析和高效液相色谱分析得到两株产赤藓糖醇且不产甘油的酵母菌,通过高碘酸氧化法筛选出其中赤藓糖醇产量较高的一株菌株E54。菌株E54 在含葡萄糖200g/L、酵母膏5g/L 的发酵培养基中发酵90h,赤藓糖醇产量为41.1g/L,转化率为22.8%。通过形态观察、生理生化实验、5.8S rDNA 序列分析并构建系统进化树,初步鉴定E54 为Moniliellaacetoabutans(丛梗孢酵母)。     

比较基因组分析Yarrowia lipolytica BBE-17的赤藓糖醇合成机制

Yarrowia lipolytica BBE-17是一种野生型非模式菌,可发酵生产赤藓糖醇,具有潜在的工业应用价值。我们将菌株BBE-17与模式菌株CLIB122进行了比较基因组分析,探究其赤藓糖醇积累的可能机制,揭示了BBE-17中43921个单核苷酸多态性(SNPs),8078个小片段插入和缺失。此外,与参考基因组相比,发现了129个基因组结构变异和142个覆盖六条染色体的DNA拷贝数变异。在这些变异中,与赤藓糖醇合成有关的途径基因只有TKL1和ER,分别发生了1个单核苷酸多态性变化,并且只导致1个氨基酸发生改变,表明这两个基因中的SNP不是造成赤藓糖醇积累的主要原因,而BBE-17中大量的缺失型基因组变化可能是代谢网络改变的主要原因,也可能是靶向代谢途径增强和赤藓糖醇积累的主要原因。在基因组层面全局揭示了BBE-17与CLIB122的差异,探寻其积累赤藓糖醇的机制,为进一步优化改造亚罗解脂酵母生产赤藓糖醇提供了思路和理论依据。     

无机盐渗透压对假丝酵母SK25.001发酵生产赤藓糖醇的影响

以假丝酵母SK25.001为生产菌,通过研究其发酵产赤藓糖醇的碳源、氮源、碳氮比以及NaCl、KCl对其发酵产赤藓糖醇的影响,来探索无机盐(NaCl,KCl)渗透压对赤藓糖醇发酵的影响。结果发现,葡萄糖、酵母粉分别是其最佳碳源和氮源,最佳碳氮比为20∶1,转化率达到了14.2%;向发酵培养基中添加不同浓度的KCl或NaCl后发现,菌体生长速度随着KCl或NaCl浓度增大而降低,在KCl浓度为0.4 mol/L或NaCl浓度为0.3 mol/L时赤藓糖醇产量达到最大,达到了18.4 g/L和17.4 g/L;将NaCl和KCl的浓度用渗透压表示发现赤藓糖醇的转化率随着渗透压的增大而升高,高渗透压抑制菌体的生长。     

Torulopsis sp.ERY237产赤藓糖醇工艺条件的研究

以Torulopsis sp.ERY237作为出发菌株,考察了不同碳源、氮源、无机盐类以及温度等因素对菌种产赤藓糖醇的影响,建立和优化了赤藓糖醇摇瓶发酵培养基配方、发酵工艺条件,同时研究了发酵过程中菌体生物量、pH值、产物浓度的动态变化。结果表明,菌株的最适培养基配方为(g/L):葡萄糖300,玉米浆3.5,C_([Cu~(2+)])1.5,C_([Mn~(2+)])10;适宜的培养条件为初始pH值自然,温度30℃,装液量50 mL/500 mL,转速200 r/min,在此条件下培养132 h赤藓糖醇产量达87.8 g/L,是优化前产量的1.9倍,发酵时间缩短了12 h。