高产谷胱甘肽酿酒酵母选育及保健功能苹果酒开发

苹果酒在生产和储运过程中的褐变严重影响苹果酒品质,而酵母菌的代谢产物谷胱甘肽可以抑制苹果酒的褐变。选用实验室筛选出的一株高产谷胱甘肽(GSH)菌株Y-18为出发菌株,利用紫外诱变和硫酸二乙酯(DES)诱变,用96孔板高通量初筛产GSH菌株,用摇床发酵培养复筛,以发酵力及产GSH能力为指标,复筛出高产GSH的优良苹果酒酵母,并对诱变条件和酵母生产GSH的发酵条件进行研究。经过96孔板高通量筛选出的突变株Y18-20在模拟苹果酒发酵条件的培养基中GSH浓度高达46.8mg/L,单位细胞产GSH能力为8.95 mg/g,是出发菌Y-18的2.18倍。96孔板高通量筛选方法具有节约经济成本、提高筛选效率、缩短选育周期的优势,选育出的优良高产GSH的突变菌株Y18-20,有比较好的发酵特性和遗传稳定性,对生产高谷胱甘肽苹果酒、抑制苹果酒褐变从而提高苹果酒品质具有现实意义。     

紫外-硫酸二乙酯复合诱变高通量筛选虫草素高产蛹虫草突变株

为了进一步提高虫草素的产量,本研究以蛹虫草(Cordyceps militaris)CICC 14014菌株为出发菌株,利用紫外-硫酸二乙酯(UV-DES)进行原生质体复合诱变,结合96孔板高通量筛选方法筛选虫草素高产且性状稳定的菌株。通过96孔板初筛获得54株虫草素产量大于6 g/L的突变株;再经三角瓶复筛,最终筛选出了一株虫草素高产突变菌株UD10-2,在液体表面培养条件下虫草素产量达到11.32 g/L,比发菌株CICC 14014(产量为5.43 g/L)提高了108.47%,经过20次传代后性状稳定。     

纳他霉素高产突变菌株高通量筛选方法的建立

为了提高纳他霉素（natamycin）高产菌株诱变后的筛选效率,建立一种24孔深孔板/酶标仪发酵初筛和摇瓶发酵复筛的高通量筛选检测方法,得到在24孔深孔板发酵结果与摇瓶发酵有很好的一致性,证实了酶标仪检测可以替代高效液相色谱法检测用于突变菌株的快速高通量筛选。以褐黄孢链霉菌（Streptomyces gilvosporeus TUST01）作为出发菌株,通过多轮的紫外诱变、常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma,ARTP）以及硫酸二乙酯复合诱变、孔板初筛与摇瓶复筛,从887株突变株中筛选出遗传性稳定的高产菌株S. gilvosporeus Y-4-75,其摇瓶纳他霉素产量（5.95 g/L）与生物量（29.19 g/L）较出发菌株分别提高了31.93%和15.19%。     

产脂肪酶菌株的常压室温等离子体诱变及高通量筛选方法的建立

脂肪酶由于可催化的反应种类和底物类别多,且具有位置选择性和异构体选择性等特点而常用于结构酯的合成和油脂改性等领域。丝孢酵母(Trichosporon sp.)是一种产脂肪酶菌种,但生产能力偏低是限制该菌实现工业化生产的重要因素。本研究利用常压室温等离子体(ARTP)对丝孢酵母野生菌进行诱变处理,并建立了96孔板培养结合对硝基苯酚棕榈酸酯(P-NPP)法测定酶活力的高通量筛选方法,实现了60个突变菌株的初筛。以酶活力为筛选指标时,突变率和正突变率分别为51.7%和28.3%。8株初筛菌株的摇瓶发酵结果显示,A13和A5的产酶提高最显著,培养96 h后分别比野生菌增加2.64倍和1.54倍,且2个突变菌株的遗传稳定性良好。对比研究发现,突变菌株A13相较野生菌的最大优势在于提前24 h便能达到最高产酶量。     

新型常压室温等离子体（ARTP）快速诱变高产苏氨酸的突变株

本文采用新型常压室温等离子体（ARTP）生物诱变育种技术,基于48孔板高通量筛选获得一株L-苏氨酸产量明显提高的突变株（1905#）。相比较与出发菌株,在相同的发酵培养条件下,1905#突变株鲁棒性较好、生长速率加快,最佳温度（37℃）和pH(7.2)基本一致,能耐受更低的pH值。孔板初筛结果表明苏氨酸浓度提高了133.59%,并且对摇瓶发酵过程进行了研究,相比较与出发菌株糖代谢速率加快,产酸强度提高,苏氨酸浓度提高了99.6%。经50次传代,1905#突变株表现出很好的遗传稳定性,为产业化水平的提高提供了坚实的理论基础和数据参考。     

常压室温等离子体诱变与微生物液滴培养系统联用筛选L-组氨酸产生菌

利用常压室温等离子体（ARTP）诱变技术,对野生型谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）ATCC 14067诱变处理。通过全自动高通量微生物液滴培养系统（MMC）和平板选育组氨酸结构类似物的抗性突变株。使用48孔板发酵初筛及摇瓶发酵复筛,最终从耐受3-氨基-1,2,4-三氮唑10 g/L和D-组氨酸8 g/L的抗性突变株中筛选得到菌株Cg-F4,其L-组氨酸产量为（0.561±0.016）g/L,并且经过7次连续传代实验验证了该菌株稳定性良好。     

96孔板高通量选育产乙醇酵母

以巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris),安琪酵母(Angel yeast),酿酒酵母(Sacchro-myces cerevisiae)等4株菌为出发菌株,经过紫外诱变,96孔板高通量筛选出60株,复筛选出4株.最大乙醇产量提高到76.6g/L,糖醇转化率达到了0.488g/g.对上述4株菌进行耐乙醇性能驯化,发酵耐乙醇能力达到15%.     

常压室温等离子体诱变筛选高乳糖酶活力酵母的研究

探讨常压室温等离子体(ARTP)诱变筛选高乳糖酶活力乳酸克鲁维酵母的条件。以ARTP诱变育种方法为诱变手段,对乳酸克鲁维酵母进行不同时长(10 s依次增加到300 s)的诱变处理,并结合高通量筛选方法快速筛选出33株乳糖酶活力提高50%以上的突变菌株。通过复筛最终得到4株高乳糖酶活力的突变菌株,采用三角瓶摇床培养,结果表明:筛选得到的突变菌株的乳糖酶活力均大于原始菌株,其中最大乳糖酶活力提高到0.257 U/mL,是原始菌株(0.090 U/mL)的2.8倍;4株突变菌株生长速度比原始菌株显著提高。ARTP诱变育种技术结合高通量筛选方法是1种快速、有效的新型微生物诱变育种方法。     

产脂肪酶重组菌SRI-01随机突变及诱导表达条件的研究

采用大引物全质粒法（MEGAWHOP）随机突变,快速有效地对研究室前期构建的一株脂肪酶重组菌株SRI-01进行分子改造,通过对易错聚合酶链反应（ep-PCR）获得的2 300个突变株进行96孔板高通量筛选,得到一株优良突变株SRM08。通过单因素试验,优化诱导前的菌体生物量、诱导剂异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）的浓度、CaCl2的浓度、诱导温度。通过比较3种不同破碎缓冲液浓度和缓冲液pH对脂肪酶活力的影响,选择最优的破碎缓冲液。确定突变株SRM08最佳诱导表达条件为菌液生物量OD600 nm值为0.7,IPTG的浓度为0.1 mmol/L,CaCl2浓度为4 mmol/L,诱导温度为25 ℃,采用5 mmol/L磷酸钠缓冲液为破碎缓冲液,pH值为7.0。在此优化条件下,脂肪酶活达到88 508 U/L,为原重组菌株SRI-01的2.84倍。     

红曲色素高产菌株的高通量选育

该文结合24深孔板微型化培养和酶标仪检测,建立了红曲色素高产菌株的高通量筛选方法,此法简单、快速、准确且自动化水平较高.确定最佳培养条件为装液量1.2mL/孔(每孔体积为10mL),接种量9％;找出红曲色素最大吸收峰值,确定酶标仪检测波长为530nm;通过紫外-氯化锂复合诱变处理,经过高通量筛选获得9株正突变株,其中菌株D39微孔板发酵色价达42.7U/mL,比出发菌株提高了46.2％;将D39分离纯化并用摇瓶验证,得到纯菌株D39-4的摇瓶发酵色价为206.5U/mL,比出发菌株提高了51.1％,具有很好的工业应用前景.     

微生物谷氨酰胺转胺酶高产菌株的诱变选育

以本实验室筛选的Streptomyces sp.WZFF.W—12(谷氨酞胺转胺酶活0．24U／ml)为出发菌株，孢子经预培养处理处于萌发状态后制备成单孢子悬浮液，用1—甲基—3—硝基—1—亚硝基服(NTG)单独和结合羟胺进行多次复合诱变处理。实验发现，诱变处理后菌落的形态变异等特征与产酶能力呈相关关系，并被用于最初的突变菌落挑选。接着先后采用蛋白质交联凝絮—沉淀性能分析的初筛试验和摇瓶测定酶活的复筛试验分离选育高产酶突变菌株，最后获得一产酶活力达2．18U／ml的高产菌株W—12var HZ3，酶活相对提高了8倍。对该菌株进行分类鉴定方面的理化性能测试和传代实验结果表明，该菌遗传性较为稳定，而且其理化性能与已报道的产酶菌种明显不同。     

原生质体融合提高产谷氨酰胺转氨酶菌株产量

目的：研究并建立产谷氨酰胺转氨酶茂原链霉菌原生质体制备技术,通过原生质体融合技术筛选高产菌株。方法：以溶菌酶处理茂原链霉菌获得原生质体,采用原生质体融合技术,通过96 孔板高通量初筛、试管复筛、摇瓶验证选育高产菌株。结果：茂原链霉菌形成的原生质体再生出的菌落直径比较小,而菌丝生成的菌落直径比较大,两种形态的菌落96 孔板发酵后酶活力有显著性差异。不同的茂原链霉菌株制备原生质体,酶解程度、原生质体纯度、再生率有很大的差异,再生率最高可达1 804.25%,最低仅为12.76%。原生质融合后的高产菌株,选取96 孔板初筛酶活力前3%的菌株进行试管发酵,得到高产菌株比例为32.2%,酶活力比亲本高22.4%,经摇瓶验证产酶比对照提高16.28%。结论：利用基因组重排技术,可以初步对茂原链霉菌进行高产菌株选育。     

微生物转谷氨酰胺酶生产菌的“神舟四号”飞船搭载育种研究——搭载前地面育种试验(I)

结合“神舟四号”无人飞船的试验条件和具体搭载要求 ,对转谷氨酰胺酶生产菌株Streptomycessp .WZFF .L -M 1(酶活 1.74U/mL)的孢子和菌丝体以 1 甲基 3硝基 1 亚硝基胍 (NTG)分别进行多种地面模拟比较性的诱变育种试验 ,发现诱变处理后菌落的形态变异等特征与产酶能力相关 ,经初筛和复筛的菌种驯化选育 ,获得具优异性能的突变菌株 ,酶活得到了明显提高     

复合诱变法选育谷氨酰胺转胺酶高产菌株

为筛选谷氨酰胺转胺酶高产菌株,利用紫外-硫酸二乙酯复合诱变、一次筛选的方法诱变生产菌株茂源链霉菌（Streptoymyces mobaraensis）,结合高通量筛选技术筛选高产菌株。结果表明：复合诱变的方式较单独诱变的方式效率高。经过诱变的高产菌株由于酶的成熟加快或者蛋白表达量增加而提高了酶活力,最高可达7.02 U/mL,比野生菌株提高了54%。进一步研究高产菌株发现,高产菌株谷氨酰胺转胺酶的成熟加快,可提前24 h结束发酵;发酵液中酶原含量高,会降低发酵液中酶活性。     

产转谷氨酰胺酶链霉菌的发酵罐生产工艺研究

针对研究室分离筛选的链霉菌 (Streptomycessp )WZFF W 12 varMN 3 5发酵生产微生物转谷氨酰胺酶 (MTG) ,首先采用自行设计的 2L小型生化反应器 ,研究以多价胨为主的有机氮源的影响作用 ,并在此基础上逐级扩大发酵罐规模 ,以 8L小型罐及 2 0～ 2 0 0L发酵罐组合并利用在线监控手段直接监测分析环境条件对MTG发酵过程中菌体生长和产酶的影响 ,进一步确定培养条件。研究结果表明 ,以 2 0 0L发酵罐发酵生产MTG时采用两级种子培养 ,氮源采用多价胨和豆饼粉 ,发酵过程中在线控制通气量和搅拌速度分别为 0 9～ 1 1vvm和 3 5 0～ 45 0r/min等优化条件最有利于菌体持续稳定生产MTG ,当发酵至 72h时酶活达到最高 ,在 2 15u/mL以上     

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。