一株产2-苯乙醇酵母的鉴定及其在酱油酿造中的应用

2-苯乙醇是酱油的特征香气成分,为研究其合成代谢途径并提高其在酱油发酵醪中的含量,从酱油发酵醪分离筛选到1株产2-苯乙醇酵母菌株30-2;通过形态观察、生理生化试验、转录间隔区（ITS）序列测序和系统进化树分析鉴定菌株30-2为接合酵母（Zygosaccharomyces sp.）;菌株30-2可以在高含盐（18% NaCl）培养基中生长,采用唯一氮源实验证明了菌株30-2主要通过艾氏途径,以苯丙氨酸为底物合成2-苯乙醇。菌株30-2添加至酱油发酵醪可一定程度降低发酵液还原糖含量,2-苯乙醇合成量达到40.95 mg/L,并可以抑制发酵醪产酸,对酱油其他理化指标影响不显著（P＞0.05）;外加苯丙氨酸后2-苯乙醇含量进一步提高到对照组的14.7倍;显示出菌株30-2在高盐发酵调味品风味改善方面的应用前景。     

生物转化合成β-苯乙醇代谢途径及其调控的研究

β-苯乙醇是种具有玫瑰风味的芳香醇,目前在食品、化妆品、烟草及医药等方面有广泛应用。随着社会经济的发展,生物转化法生产β-苯乙醇备受关注。文中综述了微生物生物转化合成β-苯乙醇的两个代谢途径,分别是苯丙酮酸途径和艾氏途径,其中艾氏途径是利用微生物合成β-苯乙醇的首选途径,L-苯丙氨酸经转氨酶、脱羧酶及脱氢酶的作用,终转化为β-苯乙醇。着重介绍了艾氏途径中编码这3种酶相关基因的调控。     

原生质体融合结合基因编辑技术显著提高酿酒酵母2-苯乙醇产量

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)已用于生产天然2-苯乙醇(2-phenylethanol, 2-PE),但其产量低，耐受性差。该研究筛选出3株具有不同优良性状的酿酒酵母菌株，其中菌株LSC-1的2-PE产量为3.41 g/L,菌株NGER对2-PE的耐受性达3.60 g/L,菌株S.C-1耐热性好并能在41℃下生长。以这3株菌为亲本，通过2轮原生质体融合获得融合子菌株RH2-16,对2-PE的耐受性提高了20%。以L-苯丙氨酸为底物，发酵转化36 h, 2-PE产量达到4.31 g/L,与亲本菌株LSC-1和2-PE工业生产菌株CWY132相比，分别提高26.4%和38.1%。利用CRISPR/Cas9系统，在RH2-16中构建了含突变的Ras特异性鸟嘌呤核苷酸交换因子CDC25(W1416C)菌株，2-PE的产量提高了8%。在RH2-16中过表达艾氏途径合成2-PE关键基因ARO8,ARO10和ADH2未能提高2-PE产量。研究为筛选合成2-PE等天然产物的新型酿酒酵母菌株及其育种提供了一种有效策略。     

产2-苯乙醇酵母的鉴定及其在酱油发酵中的应用

研究酱油中特征香气成分2-苯乙醇的合成途径并探索提高酱油发酵醪中2-苯乙醇含量,从酱油发酵醪分离得到1 株产2-苯乙醇酵母菌株922-1。通过形态观察、生理生化测试、转录间隔区序列测序和系统进化树分析鉴定922-1为Candida oceani,C. oceani 922-1可以在高含盐（18% NaCl）培养基中生长;采用唯一氮源实验证明了C. oceani 922-1主要通过艾氏途径,利用苯丙氨酸作为底物合成苯丙氨酸。C. oceani 922-1可以在酱油发酵醪中大量合成2-苯乙醇（44.70 mg/L）,添加1%苯丙氨酸可以将酱油发酵醪中2-苯乙醇质量浓度进一步提高到对照组的17.3 倍,并能一定程度改善发酵生酱油醇香和厚味,显示出C. oceani 922-1在高盐发酵调味品风味改善方面的应用前景。     

山茱萸中有益菌的分离和鉴定

将药用植物山茱萸作为有益菌的分离源,以获得常见有害菌的抗性菌,提高山茱萸的利用价值。以马铃薯葡萄糖琼脂和营养琼脂平板分离、纯化其体外真菌和细菌,对获得的菌株进行黑曲霉、黄曲霉和大肠杆菌等有害菌的对峙实验,并对抗性菌进行分子生物学和生理生化的种属鉴定。实验结果表明：从山茱萸中分离纯化28株菌（12株细菌、16株真菌）,其中2株菌对黑曲霉、黄曲霉有一定的抑菌效果,经分子生物学和生理生化实验鉴定,菌株S136是肠杆菌属（Enterobacter sp.）、菌株S138是芽孢杆菌属（Bacillus sp.）的细菌。     

牛蒡根际耐Cd2+菌株的分析

采用纯培养法,从牛蒡根际土壤中分离耐Cd2+菌株,对耐Cd2+菌株的耐性和种群多样性进行分析。结果显示:分离到10株耐Cd2+菌株,经16S rDNA分子鉴定,耐Cd2+菌株分别属于Bacillus subtilis、Enterobacteraerogenes、Enterobacter ludwigi、Klebsiella sp.、Pectobacterium carotovorum、Pseudomonas sp.。其中,Pectobacterium carotovorum NP22、Enterobacter ludwigii NP23、Pseudomonas sp.NP39等3株菌株的对Cd2+耐性最高,在Cd2+质量浓度为400mg/L固体LB培养基中可正常生长。     

通过体外代谢途径构建确定乳酸合成关键酶

基于代谢控制分析理论提出了一种通过体外代谢途径构建和分析确定关键酶的方法并应用其确定乳酸高产菌株中的关键酶。首先获得高产菌株的粗酶液并测定葡萄糖到乳酸合成途径中各种蛋白的绝对浓度,进而通过向粗酶液中分别添加同等比例的各纯酶对途径进行扰动,并由扰动前后的途径通量变化计算出各酶的通量控制系数以确定关键酶。结果表明,该菌株乳酸合成途径中丙酮酸激酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶对途径通量影响最大,由此预测在该菌株基础上进一步过表达这两个酶对提高乳酸生成速率可能最为有效。     

脱羧酶基因ARO10的过量表达及其对Saccharomy cescerevisiae的β-苯乙醇合成代谢影响

为了验证脱羧酶在S.cerevisiaeβ-苯乙醇合成途径中的调控作用,本文从S.cerevisiae S288C中克隆脱羧酶基因ARO10,并构建由3-磷酸甘油酸激酶基因PGK1组成型强启动子控制的ARO10基因表达载体pYES2-Ppgk-ARO10,将重组载体导入S.cerevisiae S288C,研究ARO10基因过量表达对重组菌株中β-苯乙醇合成的影响。经摇瓶实验测定,携带pYES2-Ppgk-ARO10的转化子SP10在发酵60h时β-苯乙醇产量达到最大量1.0g/L,较野生型的对照菌提高16.3%。研究结果表明,脱羧酶是S.cerevisiae S288C中β-苯乙醇生物合成途径的关键酶之一,增加ARO10基因表达量有利于提高β-苯乙醇产量,研究为构建β-苯乙醇高产工程菌株奠定了重要基础。     

西沙野生诺尼叶片内生菌的分离与初步鉴定

主要研究西沙群岛野生诺尼叶片中可培养内生菌的多样性。利用常规平板分离方法进行菌株分离。通过测定真菌核糖体基因翻译间隔序列(ITS序列)和细菌16S r DNA基因序列,结合系统发育研究对所分离菌株进行鉴定分析。共分离到32株内生菌,分为19种。其中2种霉菌,共2株,分别属于炭层菌属(Nemania sp.)和毛壳菌属(Chaetomium sp.);细菌17种,共30株,分别属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus sp.)、微球菌属(Micrococcus sp.)、土地芽孢杆菌属(Terribacillus sp.)、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、黄单胞菌属(Xanthomonas sp.)、黄杆菌属(Flavobacterium sp.)等7个已知属,其中芽孢杆菌属(Bacillus sp.)为绝对优势属,共20株,11种。     

新型蛋白聚糖类生物絮凝剂REA-11的合成途径

谷氨酸棒杆菌CCTCC M201005能合成一种以半乳糖醛酸为主要结构单元的蛋白聚糖类生物絮凝剂(命名为REA-11).为了研究该聚合物的生物合成途径,首先构建了谷氨酸棒杆菌生物合成REA-11的假设途径,然后从(1)中间代谢产物的添加及相关途径关键酶活性的检测和(2)胞内中间代谢产物的检测两个方面来验证该代谢途径的合理性.研究表明,在培养基中添加代谢途径的中间产物UDP-葡萄糖,可显著提高REA-11的絮凝活性,并且UDP-半乳糖差向酶和UDP-半乳糖脱氢酶的比酶活也分别提高了200%和50%;以不同底物为碳源,UDP-葡萄糖焦磷酸化酶、UDP-半乳糖差向酶和UDP-半乳糖脱氢酶的比酶活与REA-11产量的相关系数可分别达到0.75,0.89,0.97. 此外,利用HPLC检测出REA-11合成途径中3种关键中间产物UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖和UDP-葡萄糖醛酸.由此证明,所构建的REA-11生物合成途径基本合理.     

不同通路配置对大肠杆菌合成2’-岩藻糖基乳糖的影响

在大肠杆菌BL21 Star (DE3)中建立了2’-岩藻糖基乳糖（2’-fucosyllactose，2’-FL）的从头合成途径，通过CRISPR/Cas9系统敲除了β-半乳糖糖苷酶基因lacZ M15序列和尿苷二磷酸-葡萄糖脂质载体转移酶基因wcaJ，探究了操纵子、假操纵子和单顺反子3 种不同通路配置对重组大肠杆菌合成2’-FL的影响。结果表明：从头合成途径的基因在大肠杆菌BL21 Star (DE3)过表达后摇瓶发酵产生的2’-FL质量浓度为0.34 g/L。敲除lacZ M15和wcaJ后，重组菌产生的2’-FL质量浓度增加到了1.26 g/L。在操纵子形式下，重组菌BS-7摇瓶发酵产生的2’-FL质量浓度最高，达1.92 g/L。BS-7在10 L发酵罐中分批补料发酵37 h后产生的2’-FL质量浓度达到14.04 g/L，2’-FL产率为0.59 g/（L·h），乳糖转化率为63%。因此，大肠杆菌合成2’-FL过程中，较低的基因表达强度更有助于提高其产量，同时可提高底物的转化效率。     

The effect of optimized carbon source on the synthesis and composition of exopolysaccharides produced by Lactobacillus paracasei

This study aimed to predict the optimal carbon source for higher production of exopolysaccharides (EPS) by Lactobacillus paracasei TD 062, and to evaluate the effect of this carbon source on the production and monosaccharide composition of EPS. We evaluated the EPS production capacity of 20 strains of L. paracasei under the same conditions. We further investigated L. paracasei TD 062, which showed the highest EPS-producing activity (0.609 g/L), by examining the associated biosynthesis pathways for EPS. Genomics revealed that fructose, mannose, trehalose, glucose, galactose, and lactose were carbon sources that L. paracasei TD 062 could use to produce EPS. We identified an EPS synthesis gene cluster that could participate in transport, export, and sugar chain synthesis, and generate 6 sugar nucleotides. Experimental results showed that the sugar content of the EPS produced using fermentation with the optimized carbon source (fructose, mannose, trehalose, glucose, galactose, and lactose) increased by 115%. Furthermore, use of the optimized carbon source changed the monosaccharide content of the associated EPS. The results of enzyme activity measurements showed significant increases in the activity of 2 key enzymes involved in the glycoside synthesis pathway. Our study revealed that optimizing the carbon source provided for fermentation not only increased the production of EPS, but also affected the composition of the monosaccharides by increasing enzyme activity in the underlying synthesis pathways, suggesting an important role for carbon source in the production of EPS by L. paracasei TD 062.     

一株高产2-苯乙醇酵母菌的筛选及鉴定

从24株不同来源的酵母菌中分离筛选出一株对2-苯乙醇耐受性强、生物转化合成2-苯乙醇能力高的优良菌株SH003,该菌株能在含有4 g/L的2-苯乙醇培养基中生长,在优化的转化条件下,转化合成2-苯乙醇质量浓度达4.31 g/L,生成速率为0.18 g/(L·h),L-苯丙氨酸摩尔转化率为72.4%,经菌落特征、菌体形态分析、生理生化试验,结合18S r DNA序列分析,由系统发育树表明它与酿酒酵母亲缘关系最近,确定该菌株为Saccharomyces cerevisiae。     

高产2-苯乙醇酵母菌株的筛选及培养基优化

2-苯乙醇是一种具有玫瑰香气的芳香醇,作为重要香味添加剂之一广泛应用在食品、化妆品及烟草行业中。国内外崇尚利用微生物发酵法生产天然2-苯乙醇。目前国内外报道的单相单菌株产量分别达到3.6g/L和3.8g/L。本文从9株酵母及9株白地霉中筛选出一株2-苯乙醇产量达1.6886g/L的酿酒酵母菌株TYQ和另一株产量达1.0025g/L的白地霉菌株GS10A。经单因素及正交试验对酵母TYQ培养基优化,获得最佳培养基组成为:葡萄糖80g/L,L-苯丙氨酸35g/L,酵母粉10g/L,蛋白胨10g/L。该菌株在接种量10%(v/v)、28℃、120r/min条件下发酵36h的2-苯乙醇产量为4.4025g/L。     

基于代谢组学分析Slr0643蛋白在调控集胞藻PCC6803葡萄糖混养适应中的重要性

本研究文采用集胞藻PCC6803野生型藻株和Slr0643敲除突变体(Δslr0643)藻株,通过生理实验和基于气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术的植物代谢组学分析,对Slr0643蛋白调控集胞藻PCC6803葡萄糖混养适应的机制进行探讨.在2.5 mM葡萄糖混养条件下,野生型藻株的生长速率较光自养条件明显加快,而Δ...     

代谢工程改造大肠杆菌合成反式-4-羟基-L-脯氨酸

通过比对筛选,从Micromonospora sp.CNB394中获得高活性的L-脯氨酸-4-羟基化酶,随后利用规律成簇的间隔短回文重复-associated protein 9基因编辑方法,通过强化L-脯氨酸合成途径和引入高活性的L-脯氨酸-4-羟基化酶,构建1株以葡萄糖为碳源合成反式-4-羟基-L-脯氨酸的大肠杆菌基因工程菌HYP15。摇瓶发酵30 h,工程菌的反式-4-羟基-L-脯氨酸产量达到13.6 g/L。5 L发酵罐分批补料发酵40 h,反式-4-羟基-L-脯氨酸产量达到48.6 g/L,糖酸转化率和平均生产强度分别达到21.6%和1.22 g/(L h),具有良好的工业应用前景。