采用全基因组改组技术选育蛋白酶高产菌株

为了提高枯草芽孢杆菌B4的蛋白酶产量,采用全基因组改组技术进行菌株选育,先通过紫外诱变构建了B4菌的突变体库,在优化其原生质体制备和再生条件的基础上,以其中4株诱变菌株(BRS1、BRS2、BRS5、BRS6)作为亲本,采用PEG介导的方法进行两次多亲本的全基因组改组,同时,结合双亲灭活的筛选方法,共筛选出3株酶活力大幅度提高并能稳定遗传的优良菌株,为BRS1、BRS5、BRS6,酶活力最高达2175.81U/mL,达到原始菌株的3.01倍。     

基因组改组快速提高谷氨酸棒杆菌L-鸟氨酸产量

以谷氨酸棒杆菌ATCC13032为出发菌,应用基因组改组技术快速提高L-鸟氨酸产量。经过紫外线、亚硝基胍和甲基磺酸乙酯分别诱变处理,获得6株产量有所提高的突变株,以此构建用于基因组改组的候选菌库。考察培养基成分对原生质体再生率的影响。经过两轮的灭活原生质体递推式融合,以磺胺胍和氟化钠为双抗性筛选标记,共筛选出2株遗传性能稳定的改组菌株。其中改组菌株F2-6摇瓶发酵72h,积累L-鸟氨酸产量为2.99g/L,是出发菌株的13.6倍。结果表明基因组改组技术能够在短期内使谷氨酸棒杆菌的L-鸟氨酸产量得以提高。     

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。     

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%。     

原桃胶中1株芽孢杆菌的分离鉴定及其主要抗菌物质

从天然原桃胶分离到1 株产抑菌活性物质的芽孢杆菌TJ12。其发酵产物对金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）、藤黄微球菌（Micrococcus luteus）、蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）和串珠镰刀菌（Fusarium moniliforme）有抑菌活性。结合菌落形态、生理生化指标、16S rRNA序列和gyrB序列将TJ12菌株鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）。通过硫铵沉淀、有机溶剂萃取、羟丙基葡聚糖凝胶、高效液相色谱分离纯化,得到其主要活性物质。该物质对pH值、温度和3 种蛋白酶（胰蛋白酶、蛋白酶K、胃蛋白酶）有较好的稳定性。经电喷雾电离质谱分析,初步鉴定该株地衣芽孢杆菌TJ12的主要抗菌物质为杆菌肽A。     

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。     

产γ-氨基丁酸贝莱斯芽孢杆菌CLYB1的鉴定及基因组改组选育研究

为了提高γ-氨基丁酸产量，本研究采用紫外诱变和基因组改组技术处理筛选鉴定的产γ-氨基丁酸菌株CLYB1，并对改组后的菌株进行溶血试验和抗生素敏感性试验。结果表明：产γ-氨基丁酸菌株CLYB1为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis，产量为3.95 g/L。对菌株CLYB1进行紫外诱变，得到菌株CLYB1-Y,γ-氨基丁酸产量为10.26 g/L，比出发菌株CLYB1的γ-氨基丁酸产量提高160%。通过基因组改组得到菌株CLYB1-YC,γ-氨基丁酸产量为20.19 g/L，比出发菌株CLYB1提高411%。改组菌株进行菌株溶血试验和抗生素敏感性试验，CLYB1-YC没有溶血环出现，无溶血性，对青霉素、氨苄西林、头孢曲松、庆大霉素、四环素、红霉素、环丙沙星、林可霉素、氯霉素、复方新诺明10种常见抗生素均敏感，菌株安全性良好。贝莱斯芽孢杆菌CLYB1通过基因组改组可以提高γ-氨基丁酸产量，菌株具有更好的应用开发价值。     

干酪乳杆菌基因组改组菌株耐酸性表征

本实验对干酪乳杆菌基因组改组菌株的耐酸性进行了研究,结果表明,冷冻( － 80℃)和临界pH 值(pH3.2)对干酪乳杆菌基因组改组菌株影响不显著,HCl 和游离乳酸对该菌株生长有一定影响,游离乳酸影响更大。在pH5.0 条件下发酵60h,干酪乳杆菌改组菌株获得的菌体干重为6.34g/L,乳酸产量为87.6g/L,比原始菌株耐酸性有显著提高。     

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。     

易门豆豉中芽孢杆菌分离筛选及产酶特性研究

该研究从云南传统发酵豆制品易门豆豉中分离筛选获得产淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶的芽孢杆菌,利用水解圈法初筛、摇瓶发酵复筛得到产酶菌株,并对产酶较高的菌株进行生长性能分析和分子生物学鉴定。结果表明,从易门豆豉中分离纯化得到64株菌,筛选得到1株产淀粉酶和蛋白酶能力均较好菌株NB-13,其淀粉酶和蛋白酶活力分别为100.64 U/m L和34.30 U/m L;1株产脂肪酶能力较好的菌株ND-21,其脂肪酶活力为39.95 U/m L;2株产纤维素酶能力较好的菌株,菌株ND-38、NB-55,其纤维素酶活力分别为1.65 U/m L和1.72 U/m L;由生长状况结果可知,菌株ND-21和NB-13富集的菌量最多,生长能力最强;菌株NB-13和NB-55分别被鉴定为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）,菌株ND-21、ND-38被鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）。     

海洋源纤溶酶高产菌株的诱变育种及液体培养基优化

为获得纤溶酶高产菌株及其最优发酵条件,以海洋环境来源的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）H-A-03为出发菌株,经过60Co辐射诱变获得了一株遗传稳定性好的纤溶酶高产菌株F8-C,其酶活力较出发菌株提高28.78%。采用统计学优化方法获得了组分更简单、用量更少、更利于菌株产酶的培养基：可溶性淀粉41.6 g/L、黄豆粕粉26.2 g/L、CaCl2 1.0 g/L,KH2PO4 2.0 g/L。在此基础上,3 L摇瓶放大试验结果显示,菌株F8-C的产酶量达到（3 231±21） U/mL,较出发菌株H-A-3提高44.8%。结果表明利用60Co辐射诱变育种,并采用统计学方法优化培养基,对于提高枯草芽孢杆菌纤溶酶的产酶量是一种有效策略。该研究结果也将为下一步发酵罐扩大试验奠定基础。     

产漆酶白腐菌的诱变选育及其液体发酵的研究

本研究从一株产漆酶的野生白腐菌出发,通过紫外诱变技术处理,获得了一株产漆酶能力较强的诱变菌株,其酶活高峰可达4630U／L,比原始菌株提高了约3倍。对诱变菌株液体发酵产酶的研究表明,碳源和氮源等营养物质的消耗对菌体保持生长和代谢活力具有较大的影响,而在培养体系中漆酶活力显著升高阶段,体系pH值的变化曲线则出现了一个明显的低谷。     

植物乳杆菌细菌素高产菌株的诱变选育及其对肉丸的防腐保鲜作用

为了提高细菌素产量并研究细菌素对肉制品的保鲜效果,本研究以植物乳杆菌JL-A65为出发菌株,对其进行常温等离子(ARTP)诱变、甲基硝基亚硝基胍(MNNG)诱变与基因组改组,并将细菌素与双乙酸钠复配后添加到肉丸中。结果表明,ARTP诱变最佳处理时间为40 s,经筛选得到两株突变株A7-10和A8-110,细菌素产量提高率分别为45.1%和48.9%。MNNG诱变的最佳处理浓度为1.5 mg/mL,经筛选得到两株突变株M2-58和M7-111,细菌素产量提高率分别为46.6%和31.3%。对植物乳杆菌进行基因组改组最终得到一株融合菌株F4-23,细菌素产量为413 mg/L,较原始菌株提高了103.48%。细菌素与双乙酸钠之间存在协同作用,可以使肉制品保质期较对照延长5 d。结论:利用理化诱变结合基因组改组可以获得细菌素高产菌株,细菌素与双乙酸钠复配后可以使肉丸保质期较对照延长5 d。细菌素对肉丸具有较好的防腐保鲜效果。     

抗氧化胁迫促进地衣芽孢杆菌合成杆菌肽

地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）发酵合成杆菌肽过程中存在的氧化胁迫影响了杆菌肽的合成效率。添加0.2%抗坏血酸和0.4%半胱氨酸使杆菌肽效价在摇瓶水平分别比对照提高了20.7%和29.4%。另外,胞内过氧化氢酶活比对照分别降低了68.3%和43.8%。半胱氨酸合成加强工程菌株在10 L罐发酵过程中,峰值生物量（84×109 CFU/mL,26 h）比出发菌株提高了9.0%,杆菌肽效价（1 090 U/mL,32 h）也提高了13.5%。Cys含量（213.3 mg/L,24 h）和过氧化氢酶活力（14～32 h）分别比对照提高了约60%和降低了15%～40%。说明Cys作为前体氨基酸参与杆菌肽合成与参与氧化自由基清除之间存在竞争关系,工程菌株通过增强Cys合成更好地满足了细胞对两者的生理需求,维持了细胞活性、促进了杆菌肽合成效率。     

野生苎麻微生物脱胶优势菌的选育及其应用

为实现对野生苎麻的生物脱胶,采用平板稀释法从沤麻液中分离得到37株菌株,并采用平板透明圈法和DNS酶活测定法筛选野生苎麻生物脱胶用优势菌株。实验结果表明,TJ03菌株的透明圈与酶活值均为最大,其水解透明圈与菌落面积的比值为19.98,果胶酶酶活和甘露聚糖酶酶活分别为9.54、8.63 U/mL。最后对TJ03的脱胶条件进行了研究,得到其最佳脱胶条件为:初始pH值7.5,浴比1∶25,接种量15%,发酵时间4 d,发酵温度35℃。在上述条件下,野生苎麻生物脱胶后残胶率为14.09%,实现了纤维从韧皮中分离。     

马乳酒样乳杆菌ZW3基因WANG_1108的特性及功能

为分析马乳酒样乳杆菌ZW3（Lactobacillus kefiranofaciens ZW3）的一株突变株2#胞外多糖（exopolysaccharide,EPS）产量下降的原因。对突变株2#进行基因组重测序后与野生菌ZW3全基因组比对,分析突变基因在代谢通路中EPS产量的相关性;利用实时荧光定量-聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR）技术分析可能会与多糖产量相关的突变基因的相对表达量;构建含有表达量变化明显基因的重组质粒转至大肠杆菌并测定其酶活性,探究突变基因与产糖量的关系。结果经全基因组分析比对,野生菌株ZW3与突变株2#在CDS区和启动子区发生突变的基因共60?个,其中相关催化反应酶类基因有6 个,分别为：WANG_0173、WANG_0174、WANG_0175（3 个基因均为编码二羟丙酮激酶亚基部分）、WANG_0292（β-半乳糖苷酶小亚基）、WANG_0840（UDP-N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸/D-谷氨酸连接酶）、WANG_1108（丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶）,其中WANG_0292发生了同义突变。RT-qPCR分析突变基因相对表达量,发现突变株WANG_1108基因相对表达量下降明显,选取WANG_1108进一步阐明与多糖产量的关系;成功构建重组表达载体pET28a-ZW3/2#-1108、并转至表达菌株大肠杆菌BL21（DE3）,诱导蛋白表达,经聚丙烯酰胺凝胶电泳酶活性测定结果显示,突变株中酶活性比野生菌降低了37%。由此推测基因WANG_1108的突变是影响突变株产糖量下降的原因之一。     

高产β-葡萄糖苷酶野生酵母的筛选及产酶能力差异性分析

为了比较分析野生酵母菌产β-葡萄糖苷酶的情况,筛选高产β-葡萄糖苷酶的酵母菌株,该研究采用七叶灵显色法和4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷（p-NPG）显色法对从宁夏贺兰山东麓分离的941株野生酵母的产β-葡萄糖苷酶能力进行筛选,通过WL培养基上的酵母菌落形态和26S rDNA D1/D2区的序列分析对所有酵母菌株进行分类鉴定,并且对酵母产β-葡萄糖苷酶能力进行差异性分析。 结果表明,941株酵母被鉴定为14个种,且筛选出了4株酵母菌高产β-葡萄糖苷酶：菌株SLY-4（98.51 U/L）、F2-24（76.93 U/L）、 F2-16（62.72 U/L）和HX-13（47.95 U/L）。 产酶能力差异性分析表明β-葡萄糖苷酶广泛分布于14种酵母,但是产酶能力表现出明显的种间和种内差异性。