γ-聚谷氨酸高产菌株的诱变选育研究

本文对一株产γ-聚谷氨酸的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)进行了紫外照射、紫外-硫酸二乙酯、紫外-亚硝基胍复合诱变筛选研究以及诱变株的摇瓶筛选研究,建立了聚谷氨酸产生菌地衣芽孢杆菌最佳诱变方法:紫外诱变8min,致死率为90.6%;紫外-硫酸二乙酯复合诱变致死率94%;紫外-亚硝基胍复合诱变致死率89.8%诱变效果最好。诱变株γ-聚谷氨酸产率最高达到了3.55%,比出发菌株1.48%提高了140%。     

γ-聚谷氨酸生产菌种的ARTP诱变及其发酵条件优化

γ-聚谷氨酸是一种由生物所合成的氨基酸聚合物,具有极强的水溶性,生物相容性,能被广泛的运用到食品、医药、日化、环保、农业等行诸多领域,具有巨大的市场前景。本实验以实验室保藏的一株产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis QY-27为出发菌株,通过常压室温等离子体(ARTP)诱变,筛选获得一株遗传性能稳定的高产γ-聚谷氨酸突变菌株Bacillus licheniformis QS-21,该突变菌株γ-聚谷氨酸的产量较出发菌株的9.12g/L,提高了42.26%,达到15.89g/L。对筛选获得的变异株发酵条件优化结果显示,L-谷氨酸20g/L,甘油100g/L,Mg SO4·7H2O0.5g/L为变异株合适发酵培养基,在37℃,摇瓶转数230r/min,发酵培养72h,γ-聚谷氨酸的产量达22.56g/L,比优化前提高了29.56%。     

γ-聚谷氨酸高产菌株Bacillus natto S003-D16的选育和优化

以产γ-聚谷氨酸的纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto S003)为出发菌,经紫外(UV)-硫酸二乙酯(DES)复合诱变,分离筛选得到1株高产稳定突变株Bacillus natto S003-D16,经摇瓶实验验证γ-聚谷氨酸的含量达到20.58g/L,较出发菌株提高40.38%.通过正交试验优化的培养基组成为:味精废液120mL/L、豆粕50g/L、葡萄糖30g/L、FeCl3 0.4g/L、MgSO4 0.6g/L、MnSO4 0.01g/L、K2HPO4 0.2g/L,pH7.0;利用优化的培养基在500mL三角烧瓶装液量100mL,37℃、230r/min条件下培养72h,发酵液中的γ-PGA产量可达到31g/L.纯化后产物经红外光谱鉴定其结果与标准品的图谱基本一致.     

定向诱变谷氨酸棒杆菌13032产L-鸟氨酸的研究

采用典型的谷氨酸棒杆菌ATCC13032为出发菌,以磺胺胍和氟化钠为双抗性筛选标记,快速定向选育鸟氨酸高产菌。经亚硝基胍-紫外线诱变,获得2株遗传稳定性较好的突变菌株ANU1及ANU4,其中ANU4产量最高达1.92 g/L,比出发菌提高了8.7倍。     

γ-聚谷氨酸产生菌S004-50-01的筛选和优化培养

以纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)S004为出发菌,经诱变选育后得到S004-50-01菌株,聚谷氨酸产量由原菌株的4.25 g/L提高到10.0 g/L,对谷氨酸的利用率由18.2%提高到42.83%。通过正交实验,获得该菌株的优化培养条件为:葡萄糖40 g/L,谷氨酸钠30 g/L,MgSO40.5 g/L,FeCl30.5 g/L,MnSO40.02 g/L,K2HPO43.0 g/L,经72 h发酵培养,聚谷氨酸的平均产量为13.6 g/L,谷氨酸的利用率为45.33%。     

琥珀酸产生菌原生质体的复合诱变

利用酶解法制备琥珀酸产生菌的孢子原生质体,对其进行紫外线与He-Ne激光的复合诱变,筛选到了一株突变株MS-23,其琥珀酸产量为1.27g/L,是出发菌株产酸量的20.16倍。将此菌株连续传代5次,具有较好的遗传稳定性。     

常压室温等离子体诱变选育高产四甲基吡嗪地衣芽孢杆菌

地衣芽孢杆菌（Bacillus lincheniformis）可以利用葡萄发酵产生四甲基吡嗪,四甲基吡嗪广泛应用于食品、临床和其他领域。该文以地衣芽孢杆菌BL1为出发菌株,采用常压室温等离子体诱变系统进行诱变,根据脱脂奶粉平板初筛、摇瓶发酵复筛,连续传代培养后得到遗传稳定的四甲基吡嗪产量较高的突变株BT12,该菌株摇瓶发酵生产四甲基吡嗪的最大产量为43.16 g/L,相比出发菌株的37.89 g/L的提高了13.91%。     

GABA高产菌株的筛选、鉴定及诱变选育

从火龙果果实表面上筛选出一株发酵产γ-氨基丁酸(GABA)白色菌株,经形态学观察、生理生化试验和18S rDNA测序分析,鉴定为假丝酵母菌菌株(Candida.sp),命名为C2。C2作为出发菌株,分别采用紫外线(UV)和亚硝基胍(NTG)诱变方法选育高产γ-氨基丁酸菌株。与出发菌株相比,紫外诱变菌株γ-氨基丁酸产量增加了40.25%,亚硝基胍诱变菌株γ-氨基丁酸产量增加了62.83%。通过紫外线和亚硝基胍复合诱变,得到正向突变株,其中Y6突变株遗传性状稳定,γ-氨基丁酸产量达2.561 g/L,产量比诱变前提高了3.1倍。     

不同物理诱变方式对休哈塔假丝酵母产乙醇的影响

采用不同物理方式（紫外线、He-Ne激光和微波）对休哈塔假丝酵母（Candida albicans）进行诱变,结合致死率、正突变率、乙醇产量等试验,分析不同诱变因子对该菌株发酵木糖的影响。结果表明,三种物理诱变对菌株诱变能力有差别,具有代表性的紫外线突变株（ZW-6）、He-Ne激光突变株（HN-3）及微波突变株（WB-3）的乙醇产量分别为17.44 g/L、18.49 g/L和18.11 g/L,较原始菌株分别提高13.91%、20.77%和18.29%;乙醇得率分别为0.35 g/g、0.38 g/g和0.37 g/g,较原始菌株分别提高13.80%、23.17%和19.50%。与紫外线及微波各诱变菌株相比,He-Ne激光诱变菌株的正突变率高,激光照射10 min时,正突变率高达48.62%;He-Ne激光诱变菌株的木糖利用率、乙醇产量、乙醇得率均提高最多,提高的范围最大,分别较原始菌株提高1.69%～44.77%、13.12%～40.59%、29.73%～47.75%。因此,确定He-Ne激光为最佳物理诱变因子。     

高产抗菌脂肽Fengycin芽孢杆菌的诱变育种和发酵条件优化

为了提高Fengycin产量，以芽孢杆菌YA-215为出发菌，通过复合诱变（紫外诱变、ARTP-LiCl诱变）育种来获取高产Fengycin突变体。通过单因素实验和响应面试验等确定最佳发酵工艺优化。结果表明，复合诱变选育获得一株高产Fengycin突变株UA397，全基因组测序结合16S进化样本分析显示为暹罗芽孢杆菌。其最佳发酵工艺条件为：蔗糖25 g/L、蛋白胨30 g/L、发酵温度37.7℃、发酵时间37.8 h、接种量5.01%。在此发酵条件下，暹罗芽孢杆菌UA-397的Fengycin产量为517.09 mg/L，是野生型在未进行发酵条件优化时Fengycin产量113.02 mg/L的4.575倍。研究结果为抗菌脂肽Fengycin应用于食品、医药和生物防治等领域奠定了产量基础。     

紫外与亚硝基胍复合诱变选育高产多糖罗耳阿太菌

以实验室保存的罗耳阿太菌(Athelia rolfsii)为出发菌株,分别采用紫外线(UV)和亚硝基胍(NTG)诱变方法选育高产多糖菌株。与出发菌株相比,紫外诱变菌株多糖产量增加了10.70%,亚硝基胍诱变菌株多糖产量增加了15.78%。通过响应面设计紫外线和亚硝基胍复合诱变,得到正向突变株,其中X2突变株遗传性状稳定,多糖产量达19.868g/L,相比出发菌株增长了23.85%。     

L-鸟氨酸生产菌的选育及其发酵条件的研究

以谷氨酸棒杆菌为出发菌株 ,经硫酸二乙酯、紫外线诱变 ,定向选育出一株鸟氨酸生产菌A1157,其遗传标记为Arg- +D Argr+SGr,并能耐受高浓度葡萄糖。对菌株A1157的发酵条件进行了研究 ,在最佳培养条件下 ,该菌株L 鸟氨酸产量可达 9.85g/L。     

γ-聚谷氨酸的发酵条件优化及其初步表征分析

为提高微生物发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的产量,采用枯草芽孢杆菌发酵制备γ-聚谷氨酸,并通过单因子试验及正交试验分析,得到枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸的最佳营养条件为:40g/L葡萄糖、5g/L酵母膏、30g/L谷氨酸钠、3g/L NH4Cl、2g/L K2HPO4、0.25g/L MgSO4:最佳培养条件为:接种量2%,装液量40mL(250ml三角瓶),培养温度37℃,摇床转速200r/min,pH值7.0,发酵时间48h,此时γ-聚谷氨酸的产量最高,达到20.15g/L.纯化后产物经纸层析及红外光谱检测,初步确定为γ-聚谷氨酸.     

高产D-乳酸生产菌株的选育

以凝结芽孢杆菌JD-063D为出发菌株,采用紫外线、硫酸二乙酯、钴60γ-射线辐照、微波进行复合诱变,得到正突变菌株,进行发酵检测,遗传稳定性试验,最终筛选出一株JD-76D,产酸由出发菌株的61g/L提高到145g/L,D-乳酸纯度由原菌株的97.5%增加到98.7%以上.     

高产D-乳酸生产菌株的选育

以凝结芽孢杆菌JD-063D为出发菌株,采用紫外线、硫酸二乙酯、钴60γ-射线辐照、微波进行复合诱变,得到正突变菌株,进行发酵检测和遗传稳定性试验,最终筛选出一株JD-76D,该菌株产酸由出发菌株的61 g/L提高到145 g/L,D-乳酸纯度由原菌株的97.5%增加到98.7%以上。     

丙酸高产菌株的复合诱变选育

以费氏丙酸菌IFFI.10019为出发菌株,经2次紫外线、2次亚硝基胍、1次亚硝基胍-氯化锂多重复合诱变处理,选育获得丙酸高产菌株NL—3,丙酸产量由原来的0.20g/L,提高到1.23g/L,提高率达到515%。实验证明采用多因子复合诱变,特别是NTG-LiCl复合诱变,能有效改变菌株对诱变因素的敏感性,提高变异率,逐步提高突变株的产丙酸水平。     

一株高产辛酸乙酯地衣芽孢杆菌的诱变育种

为了提高产辛酸乙酯地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheni formis)的产酯能力,以前期分离得到的产辛酸乙酯地衣芽孢杆菌作为出发菌株,通过紫外线对该菌株进行诱变,筛选高产辛酸乙酯的突变株。结果显示,经诱变后筛选出一株发生正突变的菌株即DY-3,经发酵后通过气相色谱法测定其辛酸乙酯的产量较出发菌株提高了62.5%。     

ε-聚赖氨酸高产菌株的选育

依据传统诱变理论和白色链霉菌生物合成ε 聚赖氨酸的特点 ,确立了以枯草芽孢杆菌为敏感菌株 ,抗性突变株筛选和抑菌圈法相结合的初筛方法。在优化诱变条件的基础上 ,以白色链霉菌为出发菌株 ,经紫外线与硫酸二乙酯诱变 ,选育出一株遗传性状稳定 ,遗传标记为AECr+Glyr的ε 聚赖氨酸生产菌株 ,其产量可达 0 79g/L。     

γ-癸内酯高产菌株的诱变选育和发酵条件的研究

以Yarrowia lipolytica As 2.1405为出发菌株,经紫外线-亚硝基胍复合诱变,筛选到遗传性状稳定的一株高产γ-癸内酯的突变菌株C9,并对该菌株的发酵培养基配方进行优化,γ-癸内酯平均产量提高至2.04 g/L。     

低能等离子诱变选育杆菌肽高产菌株及发酵条件优化研究

以杆菌肽产生菌地衣芽孢杆菌为出发菌株,使用低能等离子注入诱变技术选育杆菌肽高产菌株并优化发酵条件。在诱变时间15 s时,菌株致死率80%,正突变率达到38%。经过多轮育种,最终获得一株高产突变菌株C15,摇瓶产量达到638.47U/mL,比出发菌株提高了38.89%。通过单因素和正交实验优化培养基组成和发酵工艺条件,确定了最优条件,即碳源为40.0g/L玉米淀粉、氮源为80.0g/L豆饼粉、温度37℃、初始pH7.0、转速280r/min,优化条件下摇瓶产量达到880.87 U/mL。在50 L发酵罐中进行验证,突变菌株最终累积杆菌肽产量达到927.36 U/mL。低能等离子注入诱变技术作为一种新兴的高效微生物育种手段,在菌种改良领域具有广阔的应用前景。