重离子束诱变选育谷氨酸高产菌株

采用中能12C6+离子束辐照诱变谷氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌,结合3种选择性培养基初筛突变菌株,通过摇瓶复筛谷氨酸高产菌株,并进行批次发酵实验。结果表明,经80 Me V/u碳离子束辐照后,受照菌存活率发生显著变化,通过选择性平板初筛、摇瓶复筛选育出1株高产菌株GM006,菌体生长和发酵有较大改进,其发酵最高产酸达121.10 g/L,比出发菌株提高了10.09%,糖酸转化率达60.55%,比原始菌株提高10.09%。该GM006突变株是很有前景的谷氨酸工业生产菌,同时证明重离子束是一种高效的辐射诱变源。     

重离子辐照柠檬酸菌株的诱变选育

应用不同剂量重离子束12C+6对黑曲霉出发菌株4﹟进行辐照选育,选育出的高产酸菌株进行发酵试验,应用酸碱中和法测定发酵液中柠檬酸的含量。结果表明:当重离子12C+6的辐照剂量为60 Gy时,正突变率最大,为21%。诱变后的菌株通过酸斑法初筛、摇瓶复筛选育出1株菌株H4002,其发酵液中柠檬酸含量比出发菌株4﹟提高了18%。这说明利用重离子束12C+6辐照处理黑曲霉产生菌可以得到高产柠檬酸突变菌株,其诱变效果显著。     

重离子束辐照诱变选育北冬虫夏草高产菌株

利用~(12)C~(6+)重离子束对北冬虫夏草出发菌株的菌悬液进行辐照诱变处理,采用平板分离法初筛变异菌株,通过培养子实体复筛高产菌株,并测定子实体的产量、多糖和虫草素含量。结果表明,在吸收剂量为150Gy时,出发菌株的致死率达到最高为82%;经过初筛和复筛,最终选育出3株高产子实体突变菌株G2、G5、G12,并经连续传代10次,测定子实体产量稳定在8.02~8.21 g/瓶,与出发菌株的子实体产量相比提高了52.47%~56.08%,且稳定性保持良好。研究表明,利用重离子束辐照诱变选育北冬虫夏草,可以获得高产子实体菌株。     

离子注入诱变选育肌苷高产菌株

以肌苷产生菌——枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis HSD06）为出发菌株，经不同剂量的旷离子束注入处理，定向选育磺胺胍抗性提高的突变株。获得磺胺胍突变株的最佳照射剂量为3×10^15cm^2。从528个抗性提高的菌落中筛选获得B11和B13肌苷高产菌株，其摇瓶发酵水平肌苷产量为14．83g／L和14．38gm，分别比出发菌株提高了16．3％和12．8％。     

氯化锂-紫外-离子束复合诱变红霉素高产菌株研究

以红霉素生产菌红色链霉菌为研究对象,探讨了氯化锂、紫外、离子束3种不同诱变方式对红色链霉菌的影响,根据后代的存活率和突变率选定合适的诱变条件：氯化锂的最优诱变浓度12%,紫外的最优诱变时间120s,离子束的最优诱变注量200×1014cm－2,然后将3种方式结合起来进行复合诱变。经复合诱变后筛选获得高产突变株E0317 1 7 26,该菌株摇瓶效价达7126μg/mL,较出发菌株E03提高了203%;经多次传代分离实验表明,该突变株遗传稳定性较好。     

伽马射线辐射结合亚硝基胍诱变选育他克莫司高产菌株

为了选育稳定高产的他克莫司菌株,提高发酵水平,对他克莫司出发菌株采用450 Gy剂量的~(60)Coγ辐射诱变及3 mg/mL亚硝基胍(NTG)处理30 min诱变,并分别结合链霉素和庆大霉素进行抗性筛选。经选育获得一株高产、遗传稳定的他克莫司突变株FIM-17-17,该菌株的摇瓶发酵水平较出发菌株提高了65%。考察该突变株的稳定性,及树脂AB-8、D101、HT60、XAD16、HP20和XDA-8对发酵水平的影响,并在容量1 t的发酵罐进行中试发酵验证。结果表明,突变株FIM-17-17遗传稳定,且在发酵培养基中添加2%的D101树脂后,发酵水平又提高了29.8%,发酵罐中试发酵水平平均达1 319μg/mL。结果提示,利用~(60)Coγ射线辐射和NTG复合诱变能有效获得他克莫司高产菌株。     

氮离子束注入诱变选育胞外多糖高产菌株

采用氮离子束注入胞外多糖产生菌进行诱变处理来获得胞外多糖高产菌株。氮离子注入过程采用的能量为10 keV,剂量为60×1014–140×1014cm-2。根据其存活率及突变率确定最佳的注入剂量。结果表明:菌株存活率曲线遵循氮离子注入生物效应的"马鞍型曲线",当注入剂量为120×1014cm-2时,获得了最佳的诱变效果。通过筛选和连续5次传代,获得具有良好稳定性的突变株,其多糖产量达到3.29 g/L,较出发菌株提高了19.20%,且发酵周期缩短了6 h。     

低能N+注入诱变选育威兰胶高产菌的研究

利用低能N 束对威兰胶生产菌进行了辐射诱变选育研究.能量为20keV,注入剂量为20×1014/cm-2时,筛选出一株高产菌株Alcaligenes sp.NX-3-1.结果表明,摇瓶发酵中诱变菌威兰胶产量比出发菌高27.5%;在7.5L发酵罐上,Alcaligenes sp.NX-3-1菌生长速度比出发菌快,生物量高,底物葡萄糖消耗量多,威兰胶产量较出发菌有明显提高,最高达26.4g·L-1.     

离子束诱变选育高效降解有机磷农药菌株

采用~(12)C~(6+)离子束辐照诱变有机磷降解菌,结合选择性培养基初筛突变菌株,摇瓶复筛获得1株高效降解有机磷菌株LA-1,并对有机磷农药降解进行研究。结果表明:吸收剂量为150 Gy时诱变效果最佳,通过筛选和连续8代培养,获得稳定的突变菌株LA-1,其降解有机磷量为161.71 mg/L,较原始菌株解磷能力提高了2.89倍,当有机磷农药辛硫磷和氧乐果浓度分别为800μg/mL和400μg/mL时,菌株的降解率分别为93.5%和83.6%。突变菌株LA-1对有机磷农药具有良好的降解效果。     

重离子辐照诱变增强枯草芽孢杆菌纤维素降解能力

为了提高枯草芽孢杆菌纤维素降解能力,本实验从5株枯草芽孢杆菌中筛选出一株纤维素降解率较高的菌株作为出发菌株,利用12C6+离子束辐照诱变处理后,采用刚果红染色法进行初筛,通过测定纤维素降解率及内切葡聚糖苷酶活力进行复筛,对选出的高纤维素降解率菌株进行发酵条件优化。最终得到一株Bacillus subtilis CG-40-1突变株,其纤维素降解率为(53.07±0.75)%,较出发菌株提高了17.75%,并具有良好的纤维素降解稳定性。经过发酵条件优化,最终得到该菌株的最适发酵时间、温度和pH分别为120 h、45℃、6.5,纤维素降解率为(67.79±0.49)%,较未优化时提高27.74%。     

低能N^＋注入产色氨酸酶大肠杆菌的育种研究

利用了低能旷注入产色氨酸酶大肠杆菌Escherichia coli进行诱变选育。首先进行了离子注入条件及参数的探索，确立了以15％甘油作为保护剂，N^＋注入能量10keV，剂量13×10^14cm^-2的离子注入参数。反复筛选和连续突变后，获得高产色氨酸酶大肠杆菌，和出发菌株相比，其生物量和色氨酸酶活性均有所提高。经过发酵规模逐步扩大和酶促反应体系放大，菌体生物量可达8．2gww·L^-1，其酶法催化合成L-色氨酸的产量高达110g·L^-1。该菌继代培养遗传性能稳定，可操作性强，有很好的工业化前景。     

Mutation induction of Pleurotus ferulae by low-energy N^＋ ion implantation and characters of the selected mutant

In order to obtain Pleurotus ferulae with high temperature tolerance,mycelium mono-cells of wild type strain ACK was treated by nitrogen ion(5～30 keV,1.5×1015～1.5×1016cm-12)implantation,and mutant CGMCC1762 was selected through auxotrophy screening method,which was Lys.VB6 auxotrophy stress with high temperature.We found that during riper period the surface layer mycelium of the mutant was not aging neither grew tegument even above 30℃.The mycelium endurable temperature of the mutant was increased 70℃ compared with that of the wild type strain.The fruiting bodies growth temperature of the mutant was 16-20℃ in daytime and was 6～12℃ at night.The highest growth temperature of fruiting bodies of the mutant Was increased by 5℃ than that of original strain.Through three generation investigation,we found that the mutant CGMCC1762 was stable with high temperature tolerance.     

Preliminary Studies on Base Substitutions and Repair of DNA Mismatch Damage Stimulated by Low Energy N＋ Ion Beam Implantation in Escherichia coli

Ever since the low energy N+ ion beam has been accepted that the mutation effects of ionizing radiation are attributed mainly to direct or indirect damage to DNA. Evidences based on naked DNA irradiation in support of a mutation spectrum appears to be consistent, but direct proof of such results in vivo are limited. Using mutS, dam and/or dcm defective Eschericha coli imitator strains, an preliminary experimental system on induction of in vivo mutation spectra of low energy N+ ion beam has been established in this study. It was observed that the mutation rates of rifampicin resistance induced by N+ implantation were quite high, ranging from 9.2×10-8 to 4.9 ×10~5 at the dosage of 5.2 ×1014 ions/cm2. Strains all had more than 90-fold higher mutation rate than its spontaneous mutation rate determined by this method. It reveals that base substitutions involve in induction of mutation of low energy nitrogen ion beam implantation. The mutation rates of mutator strains were nearly 500-fold (GM2929), 400-fol     

低能重离子束注入小麦种子诱导根尖细胞有丝分裂畸变的研究

比较研究了低能重离子束注入小麦干种子和萌动的种子对种子发芽及根尖细胞有丝分裂畸变的影响。结果表明,离子注入对萌动的种子的发芽有明显的影响,而对干种子的发芽影响不明显。在一定剂量范围内(0-6×1016/cm2),N+注入诱导的萌动种子的有丝分裂畸变率略高于干种子,并且随辐射剂量的升高而升高;但超过一定的剂量(>6×1016/cm2),无论是干种子还是萌动种子的有丝分裂畸变率达到一定程度的饱和。就实验结果对N+离子束注入诱变的机理进行了一些探讨。     

低能离子注入在花生四烯酸(AA)高产菌株选育中的研究

利用低能离子束生物技术对花生四烯酸产生菌(Mortierella alpina)进行诱变选育。研究表明,在离子注入(10keV,3×1014N+/cm2)条件下,后代菌株离散程度明显高于自然分离。经连续诱变处理,最终获得一株花生四烯酸高产菌I49-N18,该菌每升培养液可得生物量26.3g,干菌体中油脂含量为33.8％,其中花生四烯酸的含量占总脂的52.36％。而其AA产量高达4.66g/L,比对照N7菌株产量提高126.2％,且继代遗传功能稳定,表明I49-N18是一株极具工业化前景的高产菌,同时证明离子注入是一种有效的诱变手段。     

重离子束辐照选育高产植物乳酸菌

采用重离子束~(12)C~(6+)对乳酸菌出发菌株JTL进行辐照选育。确定吸收剂量300 Gy时最优,在该吸收剂量下,出发菌种的正突变率和致死率均达到最高,分别为34.4%、80%。通过酸斑法初筛和发酵复筛法,选育出高产酸的3株突变菌株(JTL2、JTL3、JTL5),其发酵液中乳酸含量比出发菌株JTL提高了41.29%~49.64%。同时,经过传代实验证实,3株菌株具有良好的遗传稳定性。研究表明,利用重离子束~(12)C~(6+)辐照处理乳酸菌可以得到高产酸的突变菌株,诱变效果显著。     

串列加速器-子注入机-射电镜联机系统的建立

建立了由2×1.7MV串列加速器、200kV离子注入机、H800型透射电子显微镜和联机传输系统组成的我国第1套串列加速器 离子注入机 透射电子显微镜联机装置。对主要设备进行了改造，并采取有效措施解决了联机装置的隔震问题。2台加速器和所有的真空泵都运行时，电镜仍可正常工作，观察到的图像质量不受振动影响。电镜室内样品倾斜角最大可达52°以上，离子注入不影响电镜观测，可进行离子注入的原位和实时结构研究。离子注入机输出的115keV氮离子在电镜入口测得的束流强度达100～180nA。初步实验已原位观察到氮离子注入导致单晶硅非晶化的过程，显示这套装置具有离子注入条件下的原位观测能力。     

离子束生物技术在生命科学中的应用

我国科学家80年代发现了离子注入的生物效应,并将这一原理应用于诱变育种.本文介绍了离子束生物技术及原理,低能离子束注入生物学效应的研究,离子束生物技术在新疆的应用和发展.     

N+注入对甘草多糖及耐渗透胁迫的影响

为研究N 注入对植物耐旱性的影响,实验以甘草为试材,以15%聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)为渗透胁迫培养条件,研究不同能量的低能N 注入对甘草耐渗透胁迫的影响.结果表明,对甘草干种子注入总剂量为4.68×1016/cm-2,在15%PEG的渗透胁迫下,20keV的N 注入与对照相比,甘草株高生长增加40.2%(p＜0.01),叶内多糖含量增加84.8%(p＜0.01);在渗透胁迫下,株高生长和叶内多糖含量呈极显著正相关(r=.7166,p＜0.01).这一N 的注入参数可供提高甘草耐旱性种植,发挥当代刺激效应,对甘草进行离子束注入时参考.