培养条件及表面活性剂的添加对纳豆芽孢杆菌生物膜形成的影响

采用改良的微孔板法培养纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto),通过结晶紫染色定量分析产生的生物膜。结果表明:培养条件为pH 7、温度37℃、培养72 h且在5 g/100 mL葡萄糖-5 g/100 mL NaCl条件下成膜能力最佳。柠檬酸二铵和聚乙二醇-200(polyethylene glycol-200,PEG-200)随着质量浓度的增加对生物膜的形成量呈现先下降后上升的趋势,十二烷基磺酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)抑制生物膜的形成,十六烷基三甲基溴化铵(cetyl trimethyl ammonium bromide,CTAB)促进生物膜的形成。所以低温抑制生物膜的形成,一定浓度的NaCl和葡萄糖促进生物膜形成,不同的表面活性剂对其生物膜的影响机制不同,为纳豆芽孢杆菌生物膜的研究提供理论基础。     

menA过表达菌株构建及两阶段pH控制促进VK2合成

为提高纳豆芽孢杆菌合成维生素K_2的能力,构建了纳豆芽孢杆菌体内维生素K_2合成途径中的关键酶—1,4-二羟基-2-萘甲酸-聚异戊二烯转移酶(MenA)—过表达菌株,并在5 L发酵罐水平考察了不同pH对该过表达菌株生长和维生素K_2合成能力的影响。结果表明:menA基因的过量表达能使Bacillus subtilis natto维生素K_2合成量提高51%。单一恒定的pH不能满足既能使菌株生长充分,又能最大化产物合成的条件。通过分析不同pH下发酵过程曲线和动力学参数,提出了两阶段pH控制策略:即在发酵前期0～40 h控制pH 7.0,发酵后期40～80 h控制p H 4.0,菌体生物量和维生素K_2合成量分别达到了(11.46±0.67) g/L和(63.60±1.81) mg/L,是原始菌分批发酵pH自然状态下的1.5倍和2.6倍。     

基于ARTP技术选育维生素K2优势菌株及发酵培养基优化

本研究目的在于获得维生素K₂优势突变株,并利用响应面设计优化发酵培养基进一步提高其产量。采取常压室温等离子体诱变技术结合结构类似物抗性初筛、24孔板发酵复筛,对纳豆芽孢杆菌进行诱变选育,并应用Box-Behnken设计对发酵培养基进行优化。通过ARTP诱变选育得到一株维生素K₂优势突变株,维生素K2产量较初始菌株提高了3.23倍。Box-Behnken实验优化后,最佳值为K₂HPO₄（0.69 g/L）,甘油（66.01 g/L）和酵母粉（25.12 g/L）,发酵后维生素K₂产量较优化前提高了56.7%。通过ARPT技术诱变选育出一株维生素K2优势突变株,采用响应面法优化发酵培养基。实验结果表明,突变株具有潜在的生产应用价值,建立的育种方法也可为其他工业微生物的选育提供有益的参考,对提高人们的健康水平具有十分重要的意义。