基于~(60)Co-γ射线辐照的木糖乙醇发酵差异性突变菌株筛选及其发酵特性

本研究利用60Co-γ辐射源对树干毕赤酵母CICC1960进行辐照诱变,获取木糖乙醇发酵优良菌株和差异性突变菌株群体,为进一步利用比较基因组学方法深入研究木糖乙醇代谢机制提供菌种材料。经筛选获得7株木糖乙醇转化差异性突变菌株,以乙醇木糖比为指标,可将各突变菌株的发酵能力由高到低排列为:a1、X4、i11、K2、X21、CICC1960、a11、c10,乙醇木糖比均值分别为0.3143、0.3037;0.2911、0.2678、0.2578、0.2311、0.2230、0.1220。其中菌株a1、X4、i11为优良菌株,菌株a1在发酵72h时乙醇产量达到顶峰15.6 g·L-1,高出出发菌株140%,乙醇木糖比高出出发菌株37.9%;菌株X4在发酵60h时乙醇产量达到顶峰15.4 g·L-1,高出出发菌株234.8%,乙醇木糖比高出出发菌株33.1%;菌株i11在发酵60h时乙醇产量达到顶峰14.8 g·L-1,高出出发菌株221.7%,乙醇木糖比高出出发菌株29%。     

利用木糖产乙醇酵母菌株的构建

以酿酒酵母缺陷型(Saccharomyces cerevisiae)与黏红酵母(Rhodotorula glutinis)为亲本菌株,分别采用聚乙二醇(PEG)和电击方法进行原生质体融合。对得到的融合细胞进行木糖发酵验证,通过检测发酵液中乙醇的含量,筛选出1株产乙醇的重组酵母菌株。利用该重组酵母进行木糖、葡萄糖共发酵,发酵条件为接种量3%,发酵温度27~30 ℃,pH 5.5~6.5,发酵组分为4%木糖、3%蛋白胨、2%酵母浸粉和12%葡萄糖,发酵周期40 h,结果重组酵母可发酵木糖,木糖消耗速率明显低于葡萄糖,乙醇浓度为72 g/L。     

耐高温东方伊萨酵母乙醇发酵特性

燃料乙醇作为一种可再生清洁能源,越来越受到人们的广泛关注,选育出一株耐高温乙醇发酵菌株对于提高乙醇发酵效率、降低能耗和生产成本具有重要意义。该文对分离自烟叶腐解物中的耐高温乙醇发酵菌株HN-1进行生理生化特性试验及分子生物学鉴定,并对其发酵特性进行初步研究。结果表明:HN-1菌株为东方伊萨酵母,能够利用葡萄糖和果糖发酵生产乙醇,但不能利用木糖、半乳糖等。该菌株的最适生长温度为38℃,乙醇发酵的合适温度范围为38~45℃,且随着发酵温度的升高,乙醇生成速率加快,发酵时间缩短。38℃乙醇发酵的最适葡萄糖浓度为120 g/L,乙醇产量为58.19 g/L,乙醇产率为0.460 g/g。利用玉米秸秆水解液发酵,乙醇产量为20.74 g/L,乙醇产率为0.468 g/g,达到葡萄糖理论转化率的91.6%。该研究为生物乙醇的高温发酵提供了宝贵的菌种资源和技术支撑。     

嗜鞣管囊酵母木糖发酵乙醇高产突变株选育及其发酵特性

目前能够利用木糖发酵产乙醇的菌株很少且产量较低,对菌株进行诱变选育,可以提高其对木质纤维集的利用率.本试验选择嗜鞣管囊酵母As2.1585为原始菌株,采用15keV的低能氮离子进行注入诱变.随着注量的增加,菌体存活率曲线呈"马鞍型",综合考虑其存活率和正突变率,确定最佳诱变注量为12.5×1014ions/cm2,对诱...     

产β-甘露聚糖酶内生菌的诱变育种及产酶条件优化

以刺槐豆内生菌Paenibacillus sp.CH-3为出发菌株,采用紫外-硫酸二乙酯-亚硝酸盐对其进行复合诱变,并对菌株的发酵条件进行了优化。结果表明：经过紫外线-硫酸二乙酯-亚硝酸盐复合诱变,获得一株高产β-甘露聚糖酶的突变菌株Paenibacillus sp.CH3-05,其酶活力为160.2U/mL,较出发菌株（42U/mL）提高了281.4%。其最佳发酵培养基为：酵母膏0.25%,魔芋粉3%,磷酸氢二铵0.25%,氯化钠0.1%,硫酸镁0.3%,磷酸氢二钾0.2%,CaCl22 mmol/L。最佳发酵条件为：初始pH 6.5,接种量2%,培养温度35℃,转速200 r/min,培养时间78 h,在该条件下测得酶活为233.5 U/mL,较出发菌株提高456%。     

利用葡萄糖、木糖生产燃料酒精的基因工程菌构建

以运动发酵单胞菌的总DNA为模板，PCR扩增Zymomonas mobilis中的乙醇脱氢酶基因（adhB）和丙酮酸脱羧酶基因（pdc）。首先进行单个基因表达，基因表达产物经SDS—PAGE电泳分析和乙醛指示平板检测，确认有酶活性后，将这2个基因串联构建多顺反子表达质粒pSE—pdc—adhB，转入大肠杆菌DH5a内，得重组工程菌株。工程菌株经IPTG诱导，分别在含10％葡萄糖和10％木糖培养基中于37℃培养72h，有乙醇产生，酒精产率分别为对照菌株21倍和5倍。     

酸性β-甘露聚糖酶高产菌株的诱变育种

摘要：以一株实验室保藏的酸性β-甘露聚糖酶产生菌黑曲霉（Aspergillus niger）LW-1作为原始出发菌株,首先经自然分离筛选出一株产酶较稳定的N-9作为诱变出发菌株,再经真空微波和甲基磺酸乙酯（EMS）逐级诱变处理,采用基础发酵培养基固态发酵筛选以及斜面传代培养,获得了一株高产、稳产酸性β-甘露聚糖酶的E-30菌株。其产β-甘露聚糖酶活性达36 675 U/g,是原始出发菌株（17 048 U/g）的2.15倍。E-30菌株三角瓶麸曲种子保藏两个月,产酶活性稳定。     

不同糖质原料和菌株固态发酵制取乙醇的特性比较

利用固态发酵技术直接将糖质原料转化为乙醇,过程简单且糖利用率高,已经成为近年来的一个研发热点。为寻求最适原料及菌种,该文对不同原料和菌株进行固态发酵产乙醇特性进行了比较研究:2种菌株为实验室自行筛选酵母菌株TSH和市场上常见的安琪酿酒酵母菌株AGL;3种糖料作物为甘蔗、甜菜和甜高粱。结果表明,无论对于TSH或者AGL,投入相同质量的原料,由于可发酵总糖初始含量的不同,最终乙醇产量最高为甜菜,甜高粱次之,甘蔗最低。为消除原料初始糖含量不同造成的影响,该文比较了消耗单位质量糖分所生成的乙醇质量,发现对于2种菌株甜高粱都具有最高的乙醇/糖转化率,说明甜高粱茎秆中糖分用于生成乙醇的比率较多,而用于维持酵母菌自身生长繁殖及副产物生成的糖分较少。比较2菌株的发酵能力,对于甜高粱TSH表现出较为明显的发酵优势:发酵周期比AGL缩短了近6h,且乙醇/糖转化率略高于AGL;而对于甘蔗和甜菜原料,TSH的乙醇产率与AGL相差不大;说明自行筛选的TSH菌种对多种糖料发酵底物具有广泛适用性,具有良好的工业应用前景。该文对利用糖质原料固态发酵生产燃料乙醇工艺的工业化实现及改进具有一定的借鉴意义。     

空间诱变选育万隆霉素高产菌株

为获得万隆霉素高产菌株,以菌株C2507为出发菌株连续2次进行空间诱变,正突变率分别为21.33%和16.5%,筛选得到高产突变株W3-356,万隆霉素产量提高1.83倍,连续传代试验表明其产素能力具有遗传稳定性。突变株W3-356的生长速度加快,在6种营养培养基上,其形态特征有一定改变,在摇瓶发酵过程中,突变株W3-356对碳源和氮源的利用率高于出发菌株,发酵周期缩短了12h。     

米根霉丙烯醇抗性突变株的筛选及其发酵特性

本研究利用亚硝基胍(NTG)对米根霉As3.3462进行诱变,在含丙烯醇的YPD选择培养基上筛选获得11株ADH活力降低的突变株,其中mut-2突变株发酵液中乙醇含量比原始菌株降低35.2%,而乳酸含量提高了79.6%。对原始菌株和mut-2突变菌株在发酵过程中ADH与LDH活力变化分析表明,突变菌株的最大ADH活力比原始菌株降低了60.6%,而LDH活力与原始菌株相比略有提高。研究结果还表明,mut-2突变菌株与出发菌株相比,其生物量和对还原糖的利用速率均比原始菌株提高。     

一个酿酒酵母呼吸突变株在高糖胁迫下的生理特性研究

MF11a为甘蔗糖蜜乙醇发酵野生型高产菌株MF1002的呼吸突变体,对糖分的利用能力显著高于MF1002。本文研究了这两菌株应激高糖胁迫的生理特性变化。结果表明,高糖培养条件下,MF11a菌株的生长和乙醇发酵受抑制的程度均明显低于MF1002,培养基的葡萄糖浓度为30％和40％时,其最大菌体密度、最高出芽率和乙醇浓度等已显著高于MF1002,表明MF11a较MF1002具有更强的高糖耐受能力。在30％葡萄糖的胁迫培养条件下,两菌株胞内的总超氧化物歧化酶（SOD）活力、过氧化氢酶活力、过氧化物酶活力,及它们细胞质和线粒体的ATP酶活力均显著上升,说明这五种酶均参与了两菌株的高糖胁迫反应。其中,MF11a的胞内过氧化氢酶活性、过氧化物酶活力、细胞质ATP酶活力在高糖胁迫下的上升幅度显著高于MF1002,表明这三种酶活力可能与MF11a菌株的高糖耐受能力有关,可作为该菌株进一步改造的指导指标。     

水稻南方黑条矮缩病毒湖南鼎城株系S10片段的基因组序列分析

运用RT-PCR技术克隆了水稻南方黑条矮缩病毒（southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV）湖南鼎城株系的基因组S10片段（SRBSDV-HuNDCS10）,并对其全序列进行了测定和生物信息学分析。结果显示,SRBSDV-HuNDC S10片段全长为1797bp（登录号：JQ337964）,含有1个ORF,编码557个氨基酸残基的衣壳蛋白,推测分子量约62.6kD,推测等电点为7.62,与已报道的广东、海南和云南分离物病毒的S10作比较,它们的核苷酸相似性分别为99.7%、99.0%和98.4%,氨基酸相似性分别为100.0%、99.5%和99.3%。对SRBSDV-HuNDCS10及部分Fijiviruses病毒对应片段在5＇URT与3＇URT存在的保守序列和互补序列进行了归纳,对其ORF编码的氨基酸序列进行了motif查找,得到该属（Fijiviruses）氨基酸序列的10个保守区段。此外,进行了糖基化位点、磷酸化位点及B细胞抗原表位预测,发现了3个可能的N端豆蔻酰基化位点,可能与病毒的侵染机制有关。     

草菇V23子实体耐低温性能改良的初步研究

为了改良草菇V23子实体耐低温储藏性能,对其原生质体分别进行电子束诱变和60Co-γ射线诱变,用筛选出的耐低温突变体进行基因组重排。经过3轮基因组重排成功选育出1株能正常出菇的菌株VF;VF遗传稳定,其子实体在10℃条件下储藏期为20 h,比原始菌株V23储存期延长了25%。由此可见,用基因组重排技术提高草菇的耐低温性能是可行的。本研究结果为选育对环境耐受的食用菌菌株提供了新的思路。     

粘细菌纤维堆囊菌的基因组学研究现状

纤维堆囊菌（S.cellulosum）属于粘细菌中的堆囊菌属,它们能产生丰富的次级代谢产物,而且是目前基因组最大的原核生物,现已测序的S.cellulosum So ce56和So 0157-2分别拥有13.03 Mb和14.78 Mb的环状染色体。本文阐述了这两株纤维堆囊菌在序列的组装验证和基因组的分析注释等方面的完成情况,以及人们在测序的基础上,对其展开的结构基因组学、比较基因组学和功能基因组学的研究。通过介绍这两株已测序纤维堆囊菌的基因组学研究现状,我们总结了从纤维堆囊菌的全基因组序列中挖掘遗传信息的方法,为发现纤维堆囊菌中新的功能基因提供一些参考。     

西北地区金属尾矿地根瘤菌的重金属抗性及其系统发育研究

对分离自陕西、甘肃金属尾矿废弃地寄主为刺槐、鸡眼草、草木樨等23种豆科植物的188株根瘤菌进行了7种重金属的抗性分析、最大抗性水平（MRL）的确定和抗性菌株的系统发育研究。结果表明,菌株之间对重金属的耐受性存在较大差异,大部分菌株表现出对Hg^2＋、Cd^2＋、Cr^6＋（〈0.5 mmol·L^-1）敏感,而对Pb^2＋（〈2.5 mmol·L^-1）不敏感。在液体培养基中,CCNWSX0403和CCNWSX0360可耐受4.0 mmol·L^-1 Zn^2＋,分别可耐受2.4 mmol·L^-1 和2.8 mmol·L^-1 Cu^2＋,CCNWGS0139可耐受0.4 mmol·L^-1 Hg^2＋,CCNWSX0003可耐受2.4 mmol·L^-1 Ni^2＋,CCNWGS0284和CCNWGS0142可耐受4.8 mmol·L^-1 Pb^2＋。9株抗性菌株的16S rDNA全序列分析表明：CCNWGS0122和CCNWSX0003分别属于中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）和中华根瘤菌属（Sinorhizobium）;4株对Pb^2＋、Hg^2＋耐受性较强的菌株CCNWSX0386、CCNWGS0139、CCNWGS0284和CCNWGS0142均属于土壤杆菌属（Agrobacterium）;而属于慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）的3株菌CCNWGS0309、CCNWSX0403和CCNWSX0360对Cu^2＋、Zn^2＋耐受性较好。总体上Agrobacterium对Hg^2＋和Pb^2＋的耐受性较好,Bradyrhizobium比Rhizobium、Sinorhizobium、Mesorhizo     

Biological aging of sherry wines using pure cultures of two flor yeast strains under controlled microaeration

Sherry wines obtained after biological aging for an average of 0, 2, and 4 years were inoculated separately with the flor yeast strains Saccharomyces cerevisiae var. capensis and Saccharomyces bayanus and subjected to short, periodic microaeration to a dissolved oxygen concentration of 4 mg L(-1) after formation of the yeast film. A principal component analysis with the acetaldehyde, ethanol, volatile acidity, and glycerol concentrations obtained was performed. The first principal component was found to account for 49.5% of the overall variance and to be defined mainly by glycerol and ethanol. The second component accounted for 38.8% of the variance and was defined by volatile acidity and acetaldehyde. The conditions used in the tests allowed the biological aging of the wines to be substantially shortened. Thus, 42 days after flor-film formation by S. cerevisiae var. capensis, 0- and 2-year-old wines exhibited parameter values similar to those obtained for the wine aged for 4 years. The wines inoculated with S. bayanus exhibited high acetaldehyde concentrations and ethanol levels above 15% (v/v)-sherry wines with alcohol concentrations below 14.5% are undesirable-, so one need not exclude the sequential or simultaneous inoculation of S. bayanus together with S. cerevisiae var. capensis in order to improve the biological aging process.     

利用花生RIL群体进行芽期耐寒性遗传特性分析

花生是我国分布极广的重要油料和经济作物,低温寒害是高纬度高海拔产区严重限制其生产发展的关键逆境因素,其中发芽期的危害最为普遍和严重。为深入研究花生芽期耐寒性遗传特性,本研究以耐寒性强的品种和耐寒性弱的品种杂交［HY44×DF12（HD-RIL）和YZ9102×XZ68-4（YX-RIL）］构建了两个重组自交系（RIL）群体,利用主基因+多基因混合遗传模型对2个RIL群体低温胁迫后的相对发芽率进行遗传特性分析。结果表明,2个RIL群体的耐寒性在2020年海南乐东（E1）环境中均表现为由3对加性上位性主基因+加性多基因控制,HD-RIL和YX-RIL的主基因遗传率分别为86.72%、91.46%,在2021年山西汾阳（E2）环境中均表现为由2对显性上位主基因+加性多基因控制,主基因遗传率分别为74.35%、79.56%;HD-RIL群体在2021年海南南滨（E3）环境中与YX-RIL群体在2020年山西汾阳（E4）环境中耐寒性均表现为由2对累加作用的主基因+加性多基因控制,主基因遗传率分别为64.20%、59.05%。本研究结果为深入开展花生芽期耐寒性分子机制研究、提高耐寒性分子育种效率提供了重要的理论基础。     

堆肥中纤维素降解菌的筛选及复配菌降解性能研究

为加快堆肥过程中秸秆纤维素的降解速率,本研究从玉米秸秆堆肥中分离纤维素分解菌,并通过测定羧甲基纤维素酶(CMCase)活力、滤纸条崩解能力及兼容性,筛选出优良菌株,进而构建复合菌系,并对降解性能进行评价。结果共获得29株纤维素分解菌,对其中的高效菌株进行配伍,构建了6组复合菌系。除复合菌系F外,其他复合菌系的滤纸酶活力均显著高于单一菌株(P<0.05),尤以复合菌系B(xw1、xw3、xw8)、D(xw16、xw21、xw31)的酶活力最高,分别为22.8、20.4 U·mL^-1,比其中的最强单菌株xw3、xw21高出58.3%、68.6%,且所产酶具有耐高温(40～55℃)性。复合菌系B、D培养5 d可将滤纸条崩解为糊状,10 d内对秸秆的降解率达24.5%、21.9%,较单菌株xw8、xw31增加9.4和4.7个百分点。经16S rDNA分子鉴定,复合菌系B由微杆菌属(Microbacterium sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)组成,复合菌系D由芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillu ...