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。     

利用甜高粱秸秆汁发酵生产丁醇、丙酮

该试验以甜高粱秸秆汁作为生产丙酮、丁醇的发酵原料,从5种丙酮-丁醇菌中选出能够利用甜高粱秸秆汁且丁醇产量高的Bacillus acetobutylicum Bd3菌作为试验菌株,并对该菌株的发酵条件进行优化,得到的优化条件为:糖度为10oBrix的甜高粱秸秆汁,玉米浆含量5 g/L,接种量6%(v/v),(NH4)2SO4 5 g/L,KH2PO4 0.4 g/L,CaCO3 6 g/L,温度32℃,pH6.8,丁醇产量达到10.29 g/L。     

微波诱变选育高产生长素及耐药性根瘤菌株研究

为获得高效分泌IAA(吲哚乙酸Indoleacetic acid),同时具有卡那霉素(Kanamycin)和氨苄青霉素(Ampicillin)双抗药性的根瘤菌突变株,以红豆草根瘤菌(Rhizobium Onobrychis vicilfolia)RS-1为原始菌株进行微波诱变处理,对微波诱变参数进行了优化,并以含抗生素平板筛选出卡那霉素和氨苄青霉素双抗药突变菌株,以多次传代的方式考察了突变菌株的遗传稳定性和生长素产量。结果显示,最优微波筛选参数为800W、6s,该参数下诱变获得5株高产生长素及双耐药突变株RSW-14、RSW-55、RSW-62、RSW-96和RSW-107。传代试验表明RSW-96是稳定的高产生长素、耐药突变株,表现在RSW-96传代6次后对80mg/L卡那霉素和300mg/L青霉素具有抗性,培养4d和24d的IAA产量比原始菌株提高了40.09%和50.15%,对单株生物量增加效果高于原始菌株25.58%,具有良好的促生效应。     

紫外诱变筛选海洋红酵母S8的尿嘧啶缺陷型菌株

本课题组从海南天然海域筛选到一株高产类胡萝卜素的海洋红酵母菌株S8,该菌株对鱼无毒害,并与鱼共生,欲将其应用于盐诱导表达外源蛋白的海洋红酵母工程菌的构建。本研究利用紫外诱变筛选的方法处理S8菌株,通过统计其UV致死率、5-氟乳清酸致死率等筛选S8的尿嘧啶营养缺陷型突变株。研究结果表明,供试菌株通过紫外线诱变、5-氟乳清酸致死和回复突变率的实验筛选,共获得16株稳定的尿嘧啶缺陷型突变株,突变菌株在基本培养基中培养了8d仍不能生长。选择了其中的一株ST5进行了产胡萝卜素能力的测定,结果表明,在同样的培养条件下,野生型S8菌株细胞生物产量可达87.55g/L,类胡萝卜素含量可达520μg/g,突变株ST5的细胞生物产量为85.45g/L,类胡萝卜素含量为512μg/g;ST5的产胡萝卜素能力方面与野生型S8无明显差异。因此,尿嘧啶缺陷型菌株ST5可为下一步海洋红酵母工程菌的构建提供受体菌。     

用基因组改组技术改良发酵木糖酵母Candida tropicalis XY-19的耐乙醇性能

Candida tropicalis XY-19是一株具有优良乙醇发酵性能的发酵木糖酵母,其发酵葡萄糖产乙醇性能与目前酒精工业生产菌种--安琪酒精酵母相近,但XY-19的耐乙醇性能远比安琪酒精酵母差,XY-19在含有超过7%（v/v）乙醇的培养基中不能生长。以XY-19为出发菌株,经紫外线诱变获得了5株能在7.5%（v/v）乙醇的培养基中旺盛生长的突变株,经Co-60诱变获得了8株能在含8%（v/v）乙醇的培养基中旺盛生长的突变株。然后,以紫外线诱变得到的5株菌和Co-60诱变得到的8株菌及耐乙醇性能较好的酿酒酵母（S.cerevisae Angel,S.cerevisae4608和S.cerevisae172）为出发菌株,经过4轮Genome shuffling结合木糖乙醇梯度平板的筛选,获得了4株（G3-13,G3-18,G3-57和G3-60）能够在12%乙醇平板上生长的菌株,其乙醇耐受性比野生菌株XY-19提高了71%,为将XY-19进一步开发成纤维质乙醇发酵的生产菌种奠定基础。本研究结果进一步体现了Genome shuffling技术在改良如乙醇耐受性等多基因控制性状上的突出优势,为工业生产菌种的快速有效改良提供了一种有效的方法。     

高压电晕电场对黄霉素产生菌诱变效应

利用高压电晕电场诱变技术对黄霉素产生菌08-28进行微生物代谢产量和活性的研究。结果表明:链霉素对黄霉素产生菌的最低抑制浓度为0.75U/ml;随着电场处理剂量的增大菌种致死率也随之增大,诱变电压为21kV,针尖距离为8mm,诱变时间为4min时是最佳诱变条件,此时致死率在68%,菌落形态呈放射状褶皱。通过筛选,获得8株突变高产菌株,其中产黄霉素能力最高的是原始菌株的1.92倍。     

蒸汽爆破玉米芯水解液脱毒及其发酵生产燃料丁醇

为探究以玉米芯为原料生产燃料丁醇的最佳工艺技术,该研究对蒸汽爆破玉米芯水解液的脱毒方式及脱毒后的水解液的丙酮丁醇发酵进行了研究。结果表明:D301树脂对玉米芯水解液进行脱毒的综合效果最好,甲酸、乙酸和总酚的脱除率分别达到60%、46.04%和56.31%,香草醛脱除率为100%,对糠醛和5-HMF的脱除率分别达到了82.95%和87.52%;同时总糖的损失率为4.38%。D301树脂脱毒后的水解液经C.acetobutylicum CICC 8016发酵丁醇和总溶剂产量分别为5.2和7.5 g/L,葡萄糖和总糖的利用率分别达到100%和73.67%。当D301树脂脱毒的玉米芯水解液初始糖的质量浓度为50 g/L时,丁醇和总溶剂(丙酮、丁醇和乙醇)的质量浓度分别达到最大9.7和14.6 g/L。该研究为利用玉米芯工业化生产燃料丁醇提供了可靠的技术支持。     

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%。     

E.coli谷氨酸脱羧酶高产菌株选育及发酵条件研究

以普通大肠杆菌(E. coli)为出发菌株,以L-谷氨酸、溴甲酚绿(pH3.8~5.4)为筛选及指示剂,经亚硝基胍(NTG)、UV诱变处理,得到了L-谷氨酸脱羧酶活性变异菌株,其L-谷氨酸脱羧酶（GAD）活性大幅度提高,比出发菌株酶活性提高了2.22倍。优化实验显示：pH值、发酵时间、诱导剂L-谷氨酸、硫酸镁对GAD产酶有较大影响。通过对产酶发酵培养基中几种成份单因素变动及正交优化实验,对该菌株产GAD的诱导剂L-谷氨酸、营养要求和发酵条件进行了研究,优化后的发酵培养基组成为牛肉膏5 g/L,蛋白胨10 g/L,氯化钠3 g/L,L-谷氨酸0.5 g/L,葡萄糖1.5 g/L,磷酸二氢钾2 g/L,硫酸镁0.7 g/L。发酵条件是：pH6.8,接种菌龄20h,发酵时间20h。在优化条件下突变菌株GAD活性可达6790.7U,是出发菌株的2.76倍。     

优良解磷菌株诱变选育与解磷培养基优化

对解磷菌枯草芽孢杆菌X1055进行紫外线诱变选育,筛选到优良解磷突变株1055Y1。该菌株摇瓶培养72h发酵液中有效磷含量最高达到5.22mg/L,解磷能力比出发菌株提高17.8%。在单因子试验筛选最适碳源、氮源基础上,通过Plackett-Burman设计,确定接种量、pH、KCl浓度等因素对突变株1055Y1解磷能力具有显著影响。应用爬坡试验和Box-Behnken设计的响应面法,对突变株1055Y1解磷培养基进一步优化。结果表明:在250ml发酵培养基中,接种量10.21ml、pH6.75、KCl浓度0.12g/L时,突变株1055Y1解磷达到最佳水平,发酵液有效磷含量达到7.03mg/L。     

卷枝毛霉重组菌株Mc-MT-2培养条件优化及产油特性

前期工作构建了苹果酸转运蛋白基因过表达的卷枝毛霉重组菌株Mc-MT-2,该菌株的脂质含量大幅度提高。该研究从培养基成分筛选、微生物生长控制以及发酵模式等方面深入探讨Mc-MT-2菌株发酵产油脂的调控策略。结果表明,Mc-MT-2菌株最佳生长及产孢培养条件是以葡萄糖与苹果酸为复合碳源且复合配比为9∶1,氮源为胰蛋白胨,其他成分同Kendrick培养基,初始pH值为5。经分批培养获得生物量、脂质含量和脂质产量分别为11.2 g/L,24%和2.6 g/L。在3 L发酵罐扩大培养中,补料培养Mc-MT-2菌株获得生物量、脂质含量和脂质产量最大值为15.4 g/L、28.6%和4.4 g/L,比分批培养分别提高1.38、1.19和1.69倍。该研究为卷枝毛霉重组菌株Mc-MT-2在脂质生产中的进一步应用奠定理论基础。     

酶法复合脱毒提高玉米秸秆水解液丁醇发酵效率

利用玉米秸秆发酵产丁醇在生物质转化领域具有明显优势。为解除玉米秸秆水解液中多种有毒物质对微生物生长的抑制及对发酵产量的影响,该研究摒除常用的理化脱毒法,选择高效环保的酶法脱毒以实现溶剂高产。研究结果表明:通过优化漆酶和甲酸脱氢酶添加量以去除水解液中酚类和甲酸,单独添加漆酶5 U/m L、甲酸脱氢酶1 U/m L,水解液发酵的丙酮-丁醇-乙醇(acetone-butanol-ethanol,ABE,总溶剂)产量分别为1.03和1.11 g/L。再在活性炭的辅助下形成高效酶法复合脱毒体系,经复合脱毒处理的水解液发酵后丁醇产量达2.90 g/L,总溶剂ABE产量达到4.4 g/L,比未作处理的对照组发酵产量高出约5倍,实现了生物质的高效转化。可为玉米秸秆水解液发酵生产燃料丁醇提供参考。     

Phenolic Content and Antioxidant Properties of Bran in 51 Wheat Cultivars

Whole‐grain‐based diets have been suggested to reduce the incidence of cardiovascular disease and colon cancer. Phenolic compounds, most of which are present in the wheat bran, may be one of the factors contributing to whole‐grain health benefits. We measured the free, bound, and total phenolic content and antioxidant activity in the bran of 51 wheat cultivars belonging to eight Western Canadian spring wheat market classes grown in a replicated trial at Saskatoon, Saskatchewan, Canada. The free phenolic (extracted with 80% v/v aqueous ethanol) content ranged from 854.1 ± 265.1 to 1,754.9 ± 240.3 μg/g of bran gallic acid equivalent (GAE). Saponification followed by a liquid‐liquid solvent extraction released bound phenols ranging from 2,304.9 ± 483.0 to 5,386.1 ± 927.5 μg/g of bran GAE, contributing 66–82% of the total wheat bran phenolic content. Total phenolic content ranged from 3,406.4 ± 32.3 to 6,702.7 ± 19.6 μg/g of bran GAE, with the average being 5,197.2 ± 804.9 μg/g of bran GAE. Antioxidant activity ranged from 11.86 ± 2.59 to 20.12 ± 0.51%, while the overall average was 15.6 ± 2.2%. Based on varietal means, antioxidant activity correlated with free, bound, and total phenolic content (r = 0.8, P < 0.05).     

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。     

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%。     

~(60)Coγ射线诱变选育热凝胶多糖高产菌株的研究

利用60 Coγ射线对产生热凝胶多糖 (Curdlan)出发菌株GM 2 4的菌体细胞与原生质体分别进行辐照处理 ,发现60 Coγ射线对GM 2 4原生质体的诱变效应明显优于对其菌体细胞的作用。对最终诱变筛选获得的 1株高产稳定的Curdlan生产突变株A81研究表明 :与GM 2 4相比 ,其Curdlan产量提高了 5 0 4%,发酵周期缩短了 1 8%,发酵终止后底物残糖由 1 5 3g L降至7 4g L。糖的转化率从 38 7%提高至 5 8 2 %。这说明在Curdlan生产菌株的筛选中60 Coγ辐照是一种有效的方法     

产γ-氨基丁酸的乳酸菌株筛选及诱变

γ-氨基丁酸(-γaminobutyric acid,GABA)是中枢神经系统一种重要的抑制性神经递质。本研究从鲜奶中分离得到1株高产GABA的乳酸菌株hjxj-01,经初步鉴定为短乳杆菌。实验结果表明,在含5%的L-谷氨酸钠的GYP培养基中,此乳酸菌产GABA最大积累浓度为7 g/L。在此基础上,又先后使用了紫外线和γ射线对出发菌株进行了诱变处理。以正突变率为标准确定诱变条件。30W的紫外灯下,距离45cm照射及照射时间50 s为紫外线诱变的较佳条件;60Co射线诱变的适宜剂量为300 Gy。诱变后得到1株突变菌株hjxj-08119,经连续传代12次,遗传性状稳定,平均GABA产量达到17 g/L,较出发菌株hjxj-01提高142.9%。     

Solid-state bioconversion of phenolics from cranberry pomace and role of Lentinus edodes beta-glucosidase

Cranberry pomace contains large amounts of phenolic glycosides, which are important sources of free phenolics that have many food uses such as antioxidants, flavorings, and nutraceuticals. Our hypothesis was that these glycosides in cranberry pomace could be hydrolyzed by beta-glucosidase produced by Lentinus edodes during solid-state fermentation. On the basis of this hypothesis, our objective was to investigate the potential of using cranberry pomace as a substrate for the production of free phenolics and beta-glucosidase through solid-state fermentation by a food-grade fungus L. edodes. Our results suggested that L. edodes beta-glucosidase played a major role in release of phenolic aglycons from cranberry pomace during solid-state fermentation. After 50 days of cultivation, the yield of total free phenolics reached the maximum of 0.5 mg per g of pomace, while the beta-glucosidase activity was about 9 units per g of pomace. The enzyme exhibited optimal activity at 60 degrees C and at pH 3.5 and was stable at temperatures up to 50 degrees C and between pH 3 and 6.5. The major free phenolics produced from cranberry pomace were identified by HPLC as gallic acid, chlorogenic acid, p-hydroxybenzoic acid, and p-coumaric acid. These results suggest that cranberry pomace is a potential substrate for producing food-grade phenolics and fungal beta-glucosidase. The L. edodes beta-glucosidase showed good stability and tolerance to low pH and, therefore has potential applications in wine and juice processing for aroma and flavor enrichment through enzymatic hydrolysis of glucoside precursors.