高产细菌素植物乳杆菌的诱变选育研究

为获得细菌素高产菌株,以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)JLA-9为出发菌株,对其进行亚硝基胍(NTG)诱变、常压室温等离子体(ARTP)诱变,以及基因组改组。结果表明,亚硝基胍诱变的最佳浓度为4 mg/m L,经筛选得到两株突变株N4-26、N4-27,其抑菌效价分别为2531.93、3057.32 IU/m L;常压室温等离子体诱变最佳时间为10 s,经筛选得到两株突变株ARTP10-37、ARTP10-61,其抑菌效价分别为2974.27、3261.62 IU/m L。将上述抑菌效价提高的菌株经四轮基因组改组后,得到一株突变株F4-2,其抑菌效价达到7374.76 IU/m L,相对于原始菌株提高了2.35倍,且遗传稳定性良好。研究表明理化诱变结合基因组改组的方式是快速获得理想菌株的有效方法。     

基因组改组快速提高谷氨酸棒杆菌L-鸟氨酸产量

以谷氨酸棒杆菌ATCC13032为出发菌,应用基因组改组技术快速提高L-鸟氨酸产量。经过紫外线、亚硝基胍和甲基磺酸乙酯分别诱变处理,获得6株产量有所提高的突变株,以此构建用于基因组改组的候选菌库。考察培养基成分对原生质体再生率的影响。经过两轮的灭活原生质体递推式融合,以磺胺胍和氟化钠为双抗性筛选标记,共筛选出2株遗传性能稳定的改组菌株。其中改组菌株F2-6摇瓶发酵72h,积累L-鸟氨酸产量为2.99g/L,是出发菌株的13.6倍。结果表明基因组改组技术能够在短期内使谷氨酸棒杆菌的L-鸟氨酸产量得以提高。     

常压室温等离子体诱变与微生物微液滴培养选育谷胱甘肽高产菌株

为提升野生毕赤酵母菌株BY-1产谷胱甘肽的能力,通过常压室温等离子体（atmospheric and room temperatureplasma,ARTP）诱变技术得到诱变菌株BY-1-26。进一步在摇瓶培养过程中添加1,2,4-三氮唑,提高诱变菌株产量。最后将1,2,4-三氮唑作为筛选因子,利用微生物微液滴培养（microbial microdroplet culture system,MMC）仪对诱变菌株进行适应性进化,获得了1株高产谷胱甘肽的突变株BY-2-24,并对其遗传稳定性进行研究。结果表明：出发菌株BY-1经过ARTP诱变处理、抗性梯度平板初筛、MMC适应性进化、摇瓶复筛等,可以选育高产谷胱甘肽突变株。突变株BY-2-24摇瓶产量达（312.13±2.62）mg/L,较出发菌株提高134.26%,且经过7次传代培养,仍然具有较好的遗传稳定性。同时,生物量提高118.33%,表明诱变菌株的生长能力得到提高。研究表明,ARTP与MMC联合应用作为一种简便高效的微生物诱变方式,可用于定向诱变筛选高性能微生物菌株,为高通量选育目标菌株提供了参考。     

UV+ARTP复合诱变筛选MK-7高产菌株的研究

目的利用紫外(UV)和常压室温等离子体(ARTP)复合诱变技术筛选甲萘醌-7(MK-7)高产菌株。方法以产MK-7的纳豆芽孢杆菌为出发菌株,利用UV+ARTP复合诱变筛选MK-7高产菌株,并对突变菌株的遗传稳定性进行研究。结果从初筛的77株突变株中获得一株MK-7高产菌株UA31#,其产量由出发菌株的7.8 mg/L提高到20.5 mg/L,经12代传代培养性能稳定。结论通过UV+ARTP复合诱变可获得遗传稳定性良好的高产MK-7菌株。     

基因组改组选育氨肽酶和自溶度高的植物乳杆菌

利用基因组改组方法筛选出促进干酪成熟的非发酵剂乳酸菌。采用紫外线和亚硝基胍两种传统的诱变方法对植物乳杆菌进行诱变,通过检测自溶度、氨肽酶、产酸能力指标获得6株氨肽酶活性和自溶度均有所提高的突变菌株。以获得的突变菌株为出发菌株,应用灭火双亲原生质体融合后致死损伤得到的互补获得活性融合子的方法,对其进行基因组改组,经自溶度、氨肽酶、产酸能力筛选,获得1株遗传性能稳定的菌株,其氨肽酶活力为34.01个酶活单位,比出发菌株提高了3.09倍,自溶度为56.45%,比出发菌株提高了3.16倍。     

应用基因组改组选育耐糖L-乳酸高产菌株

本研究应用基因组改组提高鼠李糖乳杆菌的耐糖能力,进而提高L-乳酸的产量。通过紫外线和亚硝基胍诱变方法获得8株改良出发菌株。考察了氨基酸前处理和变溶菌素对原生质体形成的影响。利用双亲灭活的原生质体进行递进式融合,经过两轮基因组改组和碳酸钙高糖平板及瓶筛选,选育出了耐糖改组菌株F2-2。在初糖浓度为150g/L发酵罐中,F2-2的乳酸产量为140g/L,是野生型乳杆菌的1.8倍。结果表明基因组改组技术能够快速提高乳酸菌耐糖和产酸能力两个表型。     

常压室温等离子体诱变技术选育高产Monacolin K紫色红曲霉突变株

采用常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma,ARTP）射流诱变技术处理紫色红曲霉菌株M-1,选育高产Monacolin K突变株,为Monacolin K的发酵生产提供优良菌株。确定等离子体处理条件,采用稀释平板培养法挑选突变株,高效液相色谱法分析突变株发酵液的Monacolin K产量,借助扫描电子显微镜观察诱变处理前后菌体微结构特征。结果表明：ARTP对紫色红曲霉菌株具有较强的致死和致突变效应,ARTP处理30 s紫色红曲霉菌株诱变致死率达到84%,处理90 s时其致死率约为92.6%,可获得较高的正突变率（23.8%）;筛选得到突变株23的Monacolin K产量达到428.14 mg/L,较初始菌株M-1提高了111%。ARTP作用于紫色红曲霉,可引起菌株形态学特征发生改变,突变株的菌落色泽、菌丝体和孢子形态等特征均有一定变化;ARTP产生的活性粒子可透过细胞膜作用于DNA物质,引起DNA发生多样性损伤、不完全修复突变,形成遗传稳定的突变株。     

麦芽三糖生成酶高产菌株的选育

以蛾微杆菌(Microbacterium imperiale)Mebl-012菌株为出发菌株,利用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)和紫外复合诱变,筛选麦芽三糖生成酶高酶活菌株。将不同ARTP致死率下的菌悬液进行了混合,均匀涂布筛选平板进行初筛,之后用摇瓶发酵进行复筛,最终筛选出了一株麦芽三糖生成酶高产突变菌株Microbacterium imperiale Metp-57,酶活达到241.32 U/m L,较出发菌株Mebl-012(产量为116.43 U/m L)提高了107.26%。以ARTP诱变过程中筛选出的高产菌株Metp-57为出发菌株,进行紫外诱变处理,得到高产突变株Metu-24,其麦芽三糖生成酶酶活可达到408.41 U/m L,较原始菌株Mebl-012提高了250.77%,且遗传性状稳定。突变株Metu-24较原始菌株Mebl-012的生长速率有明显提高。以本实验麦芽三糖生成酶水解淀粉,制备的麦芽三糖糖浆中麦芽三糖占主要成分,含量达到46.7%。     

桑叶中α-葡萄糖苷酶抑制剂产生菌的分离鉴定及诱变选育

从桑叶中筛选出一株糖尿病潜在治疗药物(α-葡萄糖苷酶抑制剂)产生菌,为进一步提高抑制剂量,采用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)技术进行了诱变育种,并初步研究其理化性质及稳定性。在分离得到的188株桑叶内生菌中,以4-硝基苯-α-D-吡喃葡糖苷(4-nitrophenyl-α-Dglucopyranoside,PNPG)法筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂,筛选到一株细菌Xu W-LB-188,其发酵上清液对α-葡萄糖苷酶抑制率达52.67%。根据菌株形态特性及16S rDNA序列,初步鉴定为萎缩芽孢杆菌。对此菌株进行ARTP诱变,高通量筛选880株突变株,其中突变株T-690抑制活性较出发菌株提高了40.61%,抑制率高达73.25%。实验结果表明,该α-葡萄糖苷酶抑制剂主要存在于发酵液中,是一种极性较大的水溶性胞外产物,且具有良好的热稳定性。     

常压室温等离子体与5-溴尿嘧啶复合诱变及快速选育腺苷高产菌株

采用常压室温等离子体(atmospheric room temperature plasma, ARTP)与5-溴尿嘧啶(5-bromouracil, 5-BU)对枯草芽孢杆菌B-0进行复合诱变,通过磺胺胍(sulfaguanidine, SG)抗性初筛、48孔板定量复筛的培养方法快速选育腺苷高产菌株。结果显示,48孔板在枯草芽孢杆菌发酵过程中存在边缘孔效应,并应用2 mL无菌水填充可消除边缘孔效应,且通过6轮复合诱变最终获得1株较出发菌株腺苷产量提升35%且遗传稳定的突变株B-6。ARTP与5-BU复合诱变结合48孔板快速选育,显著提高腺苷高产菌株选育效率与选育的准确率,也为其他核苷类菌株的选育提供了理论参考。     

常压室温等离子诱变选育L-色氨酸高产菌株

为了提升发酵法产L-色氨酸的生产效率,使用常压室温等离子(atmospheric and room temperature plas-ma,ARTP)诱变育种技术,并结合结构类似物抗性定向筛选的方法,选育高产色氨酸菌株.将出发菌Escherichia coli AC-1042经过ARTP诱变处理后,在抗性培养基平板上筛...     

雨生红球藻等离子诱变及高产藻株的筛选

目的通过等离子体诱变筛选获得高产虾青素的雨生红球藻突变株。方法将常压室温等离子体应(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)用于雨生红球藻的诱变育种处理。ARTP在常温下以输入功率100 W、处理距离2mm、气体流速10 L/min处理雨生红球藻40s,雨生红球藻的致死率达90%以上。在此条件下获得诱变株后,以虾青素合成抑制剂作为筛选剂,成功筛选获得一株虾青素高产藻株M45。结果该突变株的生物量和生长速率分别较出发株提高了6.45%和8.57%。突变株M45的虾青素含量达3.1%,较出发株提高了51.96%;虾青素产量为71.92 mg/L,相比于出发株提高了61.73%,且遗传稳定性实验表明,M45生产性能稳定。结论经等离子体诱变获得的突变株M45虾青素含量高,生产性能稳定,具有一定的工业应用前景,等离子体诱变方法适用于雨生红球藻的育种。     

改良Genomeshuffling技术选育埃博霉素B高产菌株

目的：用改genomeshuffling技术选育埃博霉素高产菌株。方法：本研究对genomeshu御ing技术进行了改良,具体是在递归原生质体融合过程中对原生质体进行了紫外诱变;通过UV和DES复合诱变方法获得T4株出发菌株,并用改良genomeshuffling技术选育埃博霉素B高产菌株。结果：通过三轮基因组重组成功选育到了2株遗传稳定的高产埃博霉素B重组菌株,其中一株重组菌株S0073-45的埃博霉素B产量达到T42．5mg／L。结论：该研究证明改良后的基因组重组技术不仅能有效提高埃博霉素B的产量,而且比传统的基因组重组技术更为高效。     

常温常压等离子体诱变选育高产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌

以谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）23798为原始菌株,对其进行常温常压等离子体（ARTP）诱变,以磺胺胍抗性和氨基酸与茚三酮特异显色为筛选标记,以期得到高产L-异亮氨酸的诱变谷氨酸棒杆菌,并对其遗传稳定性进行研究。结果表明,原始菌株23798经过ARTP诱变处理180 s后,经0.4 mg/mL磺胺胍抗性筛选、多孔板高通量筛选、发酵培养复筛,选育出一株高产L-异亮氨酸诱变谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）B1。该菌株在摇瓶中发酵培养48 h,L-异亮氨酸产量达18.5 g/L,比原始菌株提高62.03%,且遗传性状稳定。     

复合诱变选育壳聚糖酶高产菌种及产酶条件优化

以具有产壳聚糖酶能力的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）G10为出发菌,利用紫外和微波对菌株G10进行复合诱变,选育壳聚糖酶高产菌株,并采用正交试验设计对突变株产酶条件进行优化。结果选育出一株产酶活相对较高的突变株W1-32,优化后的产酶条件为果糖1.3%,胶体壳聚糖0.5%,酵母粉2.0%,MgSO4·7H2O 0.3%,初始pH 7.2,温度28 ℃,转速200 r/min。在此优化条件下,菌株W1-32产壳聚糖酶活为11.82 U/mL,是出发菌株G10的6.9倍。该研究为菌种的选育和进一步研究应用提供理论依据。     

常压室温等离子体快速诱变筛选高脯氨酸产率突变株

为提高脯氨酸得率,采用新型常压室温等离子体(ARTP)诱变L-脯氨酸生产菌株———嗜醋酸棒杆菌(出发菌株为谷氨酸生产菌,菌拉丁名ATCC-13870),结合48孔板的高通量筛选手段,在致死率为99%的条件下,获得了16株生长速率和脯氨酸产率变化的菌株。发酵实验结果表明,筛选得到的高产脯氨酸突变体D3在发酵48 h,其脯氨酸浓度从原始菌对照组的54.7 g/L提高到65.8 g/L。     

山西老陈醋源凝结芽孢杆菌VP4细菌素在冷鲜羊肉保藏中的应用

从山西老陈醋醋醅中筛选出一株具有强抑菌活性的凝结芽孢杆菌VP4,通过排除有机酸、过氧化氢的干扰试验以及蛋白酶K和胰蛋白酶水解试验,证明该菌株产生的抑菌活性物质具有蛋白质性质,是一种细菌素。该细菌素在pH 2~10范围内抑菌效果稳定;在121℃处理60 min后,仍保留约70%的活性,稳定性较好。将VP4细菌素应用在冷鲜羊肉的保藏中(4℃,15 d),考察其对微生物、理化性质(pH值、电导率、挥发性盐基总氮、硫代巴比妥酸、色差值)及感官评价的影响,结果显示VP4细菌素抑菌效果明显,延长了羊肉的保质期,表明其作为生物保鲜剂在冷鲜肉保藏中具有较大应用前景。