麦芽糖α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的分泌表达

采用重叠PCR方法在麦芽糖α-淀粉酶编码基因5’端添加地衣芽孢杆菌α-淀粉酶基因信号肽编码区,获得重组基因BlMa。重组基因与芽孢杆菌表达载体pHY-P43连接后直接转化枯草芽孢杆菌,获得重组质粒pHY-P43-BlMa。枯草芽孢杆菌淀粉酶基因缺陷株1A717被用作BlMa基因表达宿主菌,重组菌命名为Bacillus subtilis/pHY-P43-BlMa。酶活检测和SDS-PAGE电泳均显示,B.subtilis/pHY-P43-BlMa表达的重组麦芽糖淀粉酶(BlMa)全部分泌到培养液中。HPLC检测表明,BlMa催化可溶性淀粉水解产物主要为麦芽糖。对B.subtilis/pHY-P43-BlMa摇瓶发酵条件进行优化。获得优化发酵培养基配方:10%玉米淀粉,2.5%药媒,0.3%(NH4)2SO4,0.03%CaCl2,0.1%NaH2PO4,在优化条件下重组菌发酵酶活为5.9 U/mL。     

解淀粉芽孢杆菌单链核苷酸介导的同源重组系统的构建

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)是一类重要的工业微生物,在农业、医药和食品等领域有广泛用途。为了开发高效的基因操作技术,在解淀粉芽孢杆菌中引入单链核苷酸(ss DNA)介导的同源重组方法。首先,通过敲除mut S基因干扰解淀粉芽孢杆菌的错配修复系统,然后导入单链结合蛋白(Beta)表达质粒,构建了宿主菌B.amyloliquefaciens XH7(mut S-,bet+)。其次,通过设计88 bp的ss DNA电转化导入以上构建的宿主菌中实现了以rpo B基因为靶点的有效同源重组,转化株产生利福平抗性。实验优化了ss DNA介导同源重组的参数:75μg的ss DNA,电转细胞复苏时间为6~12 h。本研究首次成功实现了ss DNA同源重组技术在解淀粉芽孢杆菌的应用,对解淀粉芽孢杆菌和其它难转化的芽孢杆菌属进行有效的遗传操作手段提供新的思路。     

产淀粉酶芽孢杆菌的分离和鉴定

从土壤中分离筛选出产淀粉酶的菌株,经淀粉培养基初筛后,采用DNS法对发酵提取的粗酶液进行总酶活和α-淀粉酶活力的测定,通过形态观察和生理生化反应对筛出的菌株进行鉴定。结果表明:分离到4株产淀粉酶芽孢杆菌,测得其透明圈直径与菌落直径比值在1.7~3.5之间,其中有2株菌株产淀粉酶能力较高,总酶活达到19.760 U/mL和15.432 U/mL;4株芽孢杆菌所产α-淀粉酶酶活在6.4 U/mL~10.4 U/mL之间。经鉴定,1株为枯草芽孢杆菌,3株为蜡样芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌的产淀粉酶能力优于蜡样芽孢杆菌。     

重组枯草芽孢杆菌PaE菌株的构建及碳代谢阻遏效应研究

通过基因重组的方法,将枯草芽孢杆菌168的α-淀粉酶基因amyE（除掉启动子）整合在Paxo1质粒上,然后将重组表达质粒Paxo1-amyE导入枯草芽孢杆菌168菌株基因组中的半乳糖苷酶基因lacZ位点。通过转化筛选和重组基因分析,获得含有重组α-淀粉酶基因的工程菌株PaE。经过添加4 种不同的碳源发酵实验检测,在外加2 g/100 mL木糖诱导的情况下,重组菌株的α-淀粉酶产量均有增加。而且重组菌株在一定程度上能够克服葡萄糖等还原性糖引起的碳代谢阻遏现象,提高了α-淀粉酶产量。     

异淀粉酶产生菌的分离鉴定及异淀粉酶基因的克隆表达

目的:为了进一步提高淀粉的利用率,从微生物中获得高产量异淀粉酶的菌株。方法:本实验从富含淀粉的土壤中筛选出1株高产异淀粉酶的菌株,命名为LZ-5,通过菌落形态观察、生理生化特性实验、16S rDNA序列及gyrB基因分析,构建系统发育进化树并对其进行鉴定;根据NCBI上的迟缓芽孢杆菌(Bacillus lentus)异淀粉酶基因设计引物,扩增出异淀粉酶基因后,以pMD-18T为载体,构建重组质粒,导入到E.coli DH5a感受态细胞,挑选阳性重组质粒进行酶切鉴定及表达产物的检测。结果:LZ-5鉴定为枯草芽孢杆菌,所产异淀粉酶酶活力为10.9 U/mL;测序结果与NCBI上报道的异淀粉酶基因相似度达到96%,表明将枯草芽孢杆菌的异淀粉酶基因成功转化到大肠杆菌中。经IPTG诱导表达,构建的大肠杆菌工程菌,通过细胞破碎仪破碎后,测得异淀粉酶酶活力为28.4 U/mL,是菌株LZ-5的2.6倍。结论:细菌异淀粉酶基因重组表达是解决异淀粉酶活力低的主要策略之一。     

中温α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效表达及其发酵条件优化

以枯草芽孢杆菌为表达系统,以中温α-淀粉酶为目标蛋白,研究了启动子和信号肽对外源蛋白表达分泌的影响。分别选取了4种启动子以及8种信号肽来进行筛选,结果表明,启动子PApr E的强度最高,信号肽SPnpr E的分泌效率最好。针对重组菌株1A751Q31进行系统的发酵优化,在72 h发酵液中α-淀粉酶酶活达到380U/m L。在7.5 L发酵罐中进行放大实验,发酵液中α-淀粉酶酶活最高达到853 U/m L。以上研究表明,α-淀粉酶适合在枯草芽孢杆菌中进行表达,同时表明枯草芽孢杆菌是良好的异源蛋白表达系统。     

自然发酵腐乳中芽孢杆菌的分离与鉴定

从自然发酵腐乳中筛选芽孢杆菌并研究其作用。根据菌株产蛋白酶能力大小,对自然发酵腐乳中细菌进行分离纯化获得四株芽孢杆菌,经纯化培养后观察其个体形态和菌落形态,利用Biolog微生物自动鉴定系统和16S r DNA序列分析对其精确鉴定。结果显示四株菌株分别为:一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis B),两株蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus B),一株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens B)。     

解淀粉芽孢杆菌psd基因过表达对胞苷发酵的影响

以解淀粉芽孢杆菌BG-09(Bacillus amyloliquefaciens BG-09)为出发菌株,分析代谢途径中与细胞膜渗透性有关的基因psd,研究过表达基因psd对胞苷发酵的影响。以解淀粉芽孢杆菌BG-09基因组为模板克隆psd,构建了含psd的重组质粒pHT43-psd,通过化学转化法转入菌株大肠杆菌DH5α,验证成功后将其转入B.amyloliquefaciens BG-09,获得重组菌株B.amyloliquefaciens BG-09-psd。将B.amyloliquefaciens BG-09-psd菌株通过摇瓶发酵,研究过表达基因psd对菌体的生长、胞苷和尿苷产量积累的影响。结果显示,重组菌株B.amyloliquefaciens BG-09-psd发酵液中胞苷浓度为1.199 g/L,与对照菌株B.amyloliquefaciens BG-09相比,提高了15.51%,尿苷浓度为0.552 g/L,增加了6.56%,表明过表达基因psd可促进胞苷的积累。     

β-淀粉酶酶解甘薯淀粉条件分析

麦芽糖可以诱导枯草芽孢杆菌产生中温α-淀粉酶,甘薯淀粉的β-淀粉酶酶解产物主要为麦芽糖。应用高效液相色谱示差折光检测法对不同酶解条件下甘薯淀粉β-淀粉酶酶解产物进行分析。结果表明,液化酶加入量为5~10U/g干淀粉时,酶解产物中葡萄糖的含量最高可达0.94%±0.048%,其含量较低,不会对枯草芽孢杆菌产α-淀粉酶具有阻遏作用。酶解最佳条件为液化酶加入量5U/g干淀粉,β-淀粉酶最佳加入量为200U/g干淀粉,酶解最佳温度为60℃,最佳酶解时间为28h时,此条件下甘薯淀粉酶解产物中麦芽糖含量达75.8%±1.7%。甘薯淀粉β-淀粉酶酶解产物可以诱导β-淀粉酶酶解产物枯草芽孢杆菌发酵生产中温α-淀粉酶。研究对枯草芽孢杆菌发酵生产中温α-淀粉酶碳源优化具有重要意义。     

山西老陈醋源优良芽孢杆菌菌株的鉴定及筛选

以分离自山西老陈醋醋醅中的9株芽孢杆菌为研究对象,对菌株进行分子生物学鉴定,并对其产酶、产酸、产酯、产多酚和产乙偶姻等发酵特性综合研究。结果表明,9株芽孢菌分别被鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）CP-18、CP-1853、CP-1671,枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CP-803,解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）CP-2430,甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）CP-6、CP-1576,漠海威芽孢杆菌（Bacillus mojavensis）CP-15和球形赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus sphaericus）CP-2436。9株菌的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶酶活分别为9.77～61.40 U/mL、7.98～54.99 U/mL和4.16～22.80 U/mL,其中菌株CP-1853的蛋白酶活最高（22.80 U/mL）,且具有较高淀粉酶活（43.22 U/mL）和纤维素酶活（38.97 U/mL）;菌株CP-18 和CP-1853产酸和产酯能力较强,分别为0.25 g/L和10.67 g/100 mL;菌株CP-803和CP-1576产多酚和乙偶姻能力较强,分别为596.38 μg/mL和1.15 mg/mL。这些优良菌株可以为山西老陈醋的提质增效起到一定强化作用。     

酒曲中产凝乳酶微生物菌株的分离筛选及鉴定

针对酒曲中的微生物进行分离纯化,得到11株细菌和2株真菌,并采用酪蛋白平板法和Arima时间法筛选出了1株产凝乳酶的细菌菌株编号为LB-51。通过形态学观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌,将该产凝乳酶菌株命名为解淀粉芽孢杆菌GSBa-1。该菌株在液体LB培养基中发酵72 h产凝乳酶的凝乳活力为(431.53±15.89)SU/mL,蛋白水解活力为(5.05±0.59)U/mL,所产凝乳酶凝乳活力高而蛋白水解活力低,凝乳酶粗酶单位酶活力为1.54×10~5SU/g。解淀粉芽孢杆菌GSBa-1是分离筛选自酒曲中的一株高产凝乳酶细菌,因此其来源安全,可作为工业化候选菌株进一步研究开发。     

一株蛋白酶产生菌的分离鉴定

从郑州奶牛场土壤样品中分离到一株芽孢杆菌,命名为A—19菌株。该菌株有较高的蛋白酶活性,37℃、pH7．0培养48h后,其蛋白酶活力可达63．5U/mL。菌体生长专性需氧,有运动性,粗糙型菌落,氧化酶试验阳性,DNA（G＋C）的摩尔分数为47％。该菌株的16SrDNA序列与芽孢杆菌属有很高的同源性,Bacillus vallismortis（99．61％）,B．subtilis（98．81％）,B．amyloliquefaciens（98．95％）,B．licheniformis（97．93％）。通过其生理生化特征和16S rDNA序列相似性的系统发育分析,确定A—19菌株属于芽孢杆菌属。该菌的16S rDNA序列已被GenBank收录,序列登陆号为EU561347。     

产耐热普鲁兰酶菌株的分离、筛选与鉴定

从某火山口的土壤样品中分离筛选得到了一株产耐热普鲁兰酶菌株T-10,酶活力为1.22 U/m L。经形态特征观察、生理生化特征实验以及16S r DNA序列同源性分析,确定该菌株为解淀粉芽孢杆菌。酶学性质研究表明:该普鲁兰酶的最适温度是60℃,在70℃保温4 h后活力残留60%以上;最适p H值为6.0,p H 3.0~8.0在室温保存4 h后相对酶活力大约为70%。目前,鲜有发现产耐热普鲁兰酶的菌株为解淀粉芽孢杆菌,其具备良好的应用前景。     

重组普鲁兰酶在枯草芽孢杆菌中的高效表达

普鲁兰酶可特异性地水解支链淀粉得到直链淀粉,因而在淀粉加工过程中具有重要的应用。本研究从Bacillus naganoensis ATCC53909基因组中克隆了普鲁兰酶基因pul,并克隆到大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体p BE中,构建表达载体p BE-pul。在此基础上,将来源于枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌以及解淀粉芽孢杆菌中的17个高表达基因的启动子分别克隆到表达载体p BE-pul中,并转化至Bacillus subtilis ATCC6051?10,成功构建了十七株含有不同启动子介导普鲁兰酶分泌表达的重组菌株。对重组菌株的分泌表达比较发现,启动子P43和Pspov G介导的普鲁兰酶活性明显优于其他启动子,其中Pspov G介导的普鲁兰酶活性更高。同时,还使用了启动子Pspov G介导N端的108个氨基酸缺失的pul324突变体进行分泌表达。通过对17种启动子的比较和两个普鲁兰酶基因的比较,本研究构建的一株重组菌株的普鲁兰酶的表达更为高效,其活性高达389.85 U/mL,后者显著高于现有的相关报道。     

敲除srfAC基因对解淀粉芽胞杆菌抑菌性能的影响

本实验为了探究表面活性素（Surfactin）对解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）抑制金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的影响，在B.amyloliquefaciens HZ-12中敲除了Surfactin合成关键基因srfAC。结果显示，缺失菌B.amyloliquefaciens HZ-12ΔsrfAC对金黄色葡萄球菌的抑制效果明显提高，相对抑制率比对照菌提高了64%。对工程菌B.amyloliquefaciens HZ-12ΔsrfAC的培养基碳氮源进行了优化，在玉米淀粉30 g/L和豆粕40 g/L的条件下，B.amyloliquefaciens HZ-12ΔsrfAC的生物量达到3.3×1010 CFU/mL，是优化前的2.23倍。本研究首次证实敲除srfAC基因可明显提高B.amyloliquefaciens对S.aureus的抑制作用，并获得了高效培养B.amyloliquefaciens HZ-12ΔsrfAC的培养基配方，具有重要的理论意义和潜在的应用价值。     

解淀粉芽孢杆菌L-H15产促生物质分析及发酵工艺优化

植物根际促生菌可以分解转化土壤中的有机质和矿物质,预防和控制农作物病害,减少农药和化肥的使用,将其应用于农业被认为是一种提高农作物产量的新型方法。实验室分离筛选到一株优良的解淀粉芽孢杆菌L-H15,通过前期L-H15全基因组测序的提示,考察L-H15能够产生的促生物质,并优化其发酵工艺,开发出高活性的固态菌剂。结果表明:解淀粉芽孢杆菌L-H15能够产生相对表达量为65.53%的铁载体;其产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶的能力也较强,比活力测定结果为0.401 U/mg;采用酶联免疫吸附法检测到该菌株亦能产生植物激素吲哚乙酸和细胞分裂素,产细胞分裂素的能力尤为显著,可达到2.157 7×10~(-10) mol/L;运用气相色谱-质谱检测出L-H15产生的挥发性物质中含有乙酰甲基原醇。这些因素均可有效刺激植物的生长发育。采用Box-Behnken响应面试验优化解淀粉芽孢杆菌L-H15的发酵工艺,L-H15的最佳发酵条件为:接种量8%、装液量67.8%、发酵时间11.5 h、发酵温度32℃、转速196 r/min。此时,解淀粉芽孢杆菌L-H15活菌数最高可达到1.21×10~9 CFU/mL。综合评定,解淀粉芽孢杆菌L-H15是一株优良的植物根际促生菌,具有广阔的开发成生物肥料的前景。     

碱性蛋白酶产生菌的筛选鉴定及培养优化

通过对筛选的产碱性蛋白酶菌株进行形态观察、生理生化试验和16S rDNA序列分析鉴定,确定高活力菌株为解淀粉芽孢杆菌.发酵碳源、氮源和金属盐的优化,确定优化培养组分.对接种体积分数、培养温度和培养pH进行研究,确定最佳培养条件.在最优条件下培养18h后获得最大酶活力为395.18 U/mL,产酶能力比优化前提高了2.55倍.该研究为深入研究工业发酵生产碱性蛋白酶提供了参考.     

Efficient transformation of Mesorhizobium huakuii subsp. rengei and Rhizobium species

The transformation of Mesorhizobium huakuii subsp. rengei B3 with either pBBR122 or pKT230 was carried out. We determined the optimal conditions required for transformation by electroporation and obtained up to 10(5) CFU/microg pBBR122. Plasmids prepared from strain B3 yielded higher transformation efficiency than those from various dam or dcm mutant strains of Escherichia coli. This result suggests that a high transformation efficiency is not related to the methylation of plasmid DNA in E. coli. Using the optimal conditions for electroporation, we performed transformation of several species of Rhizobium, Mesorhizobium and Sinorhizobium. All tested strains of these species were transformed with pBBR122. Strains of M. huakuii and R. phaseoli AHU1133 were transformed at high efficiency, whereas transformation efficiencies of Rhizobium sp. NGR234 and S. meliloti strains were less than 2 x 10(3) CFU/microg plasmid DNA.