1株纳豆激酶高产菌株的分离·筛选与复合诱变研究

为选育纳豆激酶(Nattokinase,NK)高活性菌株,从4种不同风味食品中分离得到26株菌株,通过酪蛋白平板初筛和液体发酵复筛,得到2株纳豆激酶高产菌株,利用分子生物学技术鉴定为2株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).采用氯化锂-紫外与亚硝基胍(NTG)复合诱变的方式,最终获得1株纳豆激酶活性达到2338.01 U/mL的高产菌株SD3-3-6,该突变菌株纳豆激酶酶活相较于初始菌株SD3提高了1.93倍,是1株具有应用前景的高产菌株.     

普鲁兰酶产生菌的筛选及部分酶学性质研究

利用选择性培养基从淀粉加工厂附近土壤中分离出11株具有产普鲁兰酶能力的菌株,对其中产酶能力最高的PB1菌株所产酶进行了性质测定。结果显示:PB1所产普鲁兰酶活力为3.25U/mL;该酶最适反应温度为60℃,在低于70℃范围内热稳定性较好;最适反应pH值为5.0～6.0,在pH值为4.0～7.5范围内稳定;Fe3+对该酶活性有明显的促进作用,而Cu2+、Ag+、Hg2+、Pb2+对该酶活性有强烈的抑制作用。     

高产碱性β-葡萄糖苷酶的产纤维素酶菌株的筛选

为获得高产碱性β-葡萄糖苷酶的产纤维素酶菌株,利用碱性羧甲基纤维素钠平板筛选和β-葡萄糖苷酶平板筛选法相结合,从植物腐败堆积土壤中分离到1株高产碱性β-葡萄糖苷酶的产纤维素酶克雷伯氏杆菌,并对其进行初步酶学鉴定。结果表明:该菌胞外分泌液具有内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶及β-葡萄糖苷酶的活性,其中以β-葡萄糖苷酶活性最高,为48.9U/mL。其所产纤维素酶的最适反应pH值为10.0,最适反应温度为35℃,且Ca2+、Mg2+、Zn2+和Mn2+等金属离子对该酶具有较强的抑制作用。     

拟无枝酸菌属羽毛降解菌株BJA-103的诱变育种

【目的】对具有羽毛降解能力的BJA-103菌株进行硫酸二乙酯（DES）诱变,筛选羽毛降解速率更快、降解程度更高的突变株,并对突变株产生的角蛋白酶性质进行初步探究,为其进一步扩大发酵及生产应用提供理论依据。【方法】使用DES对BJA-103菌株进行诱变,涂布解除氮代谢分解调节筛选培养基为第1次初筛,点植法接种牛奶平板为第2次初筛,羽毛摇瓶降解为复筛。得到理想突变株后,对该突变株进行羽毛降解试验,初步探究降解时间、温度、pH对角蛋白酶活性的影响。【结果】筛选获得解除氮代谢分解调节突变株库（1 253株）,牛奶平板筛选水解圈宽度为8.5～12 mm的突变株5株（RT、BM′、CV′、FX′、NK′）,平均水解圈大小为野生型的2.5倍。羽毛降解复筛得到突变株NK′,降解试验中,其48 h内的羽毛降解率为65.29%,远大于野生型（12.82%）;其最终降解率为90.74%（降解144 h）,大于野生型的降解率79.24%。突变株NK′产生的角蛋白酶最适发酵时间为72 h,最适反应温度为70 ℃,最适反应pH为11。【结论】筛选出1株羽毛降解速率快、降解程度高的突变株NK′,其所生产的角蛋白酶可耐高温、高碱环境。     

基于基因组改组技术的角蛋白酶高产菌株选育研究

【目的】筛选具有高效角蛋白水解活性的微生物,为提高废弃羽毛中角蛋白资源的利用奠定基础。【方法】采用梯度稀释法,以羽毛作为惟一碳氮源对土样中的产角蛋白酶菌株进行筛选,筛选可高效降解羽毛的细菌。通过菌株的形态、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,对菌株进行分类鉴定,并探讨其最适发酵条件。利用硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)对目的菌株进行诱变,确定最适诱变条件,并进行原生质体融合,通过基因组改组选育角蛋白酶高产菌株。【结果】分离筛选到1株具有较强羽毛降解能力的菌株ZJT01,该菌落圆形凸出,革兰氏染色呈阳性,酪素水解、硝酸盐利用、柠檬酸利用等生理生化试验均呈阳性。结合菌株16S rDNA同源序列比对分析,初步鉴定其为节杆菌(Arthrobactersp.)。菌株ZJT01产角蛋白酶的最适发酵温度和时间分别为32℃和72h。其DES最适用量为9μL/mL,诱变时间为20min;NTG的最适合质量浓度是0.6mg/mL,处理时间为15min。原生质体制备的最佳条件为:溶菌酶终质量浓度10 mg/mL,酶解温度37℃,酶解0.5h。经过硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)分别诱变处理,获得角蛋白酶活性提高的菌株DES-2和NTG-2;对其进行3轮基因组改组后,筛选到2株角蛋白酶活性比亲本菌株ZJT01提高了5.48倍的重组菌株,且其产酶活性可稳定遗传。【结论】通过基因组改组技术获得了2株角蛋白酶活性大幅提高的菌株F3-5和F3-6,这2株菌对羽毛的降解效果较亲本菌株ZJT01明显提高,具有较好的应用前景。     

紫外诱变结合链霉素抗性选育小诺霉素高产菌株

以自然筛选的小诺霉素产生菌XDBJ-CF为诱变选育的出发菌株,经最适照射剂量60 s的紫外诱变后,在含20μg/mL链霉素的高氏平板上培养,获得链霉素抗性突变株。突变株摇瓶初筛试验显示,高产突变株的数量大于低产突变株。从正突变株中挑选相对发酵单位130%以上的16株高产突变株进行摇瓶复筛,获得2株小诺霉素高产突变株XDBJ-CF-09-24、XDBJ-CF-09-90,其小诺霉素产量分别比出发菌株提高37.8%和46.3%,C_(2b)组分分别较出发菌株提高10%和20%。     

角蛋白酶生产菌株的筛选鉴定及酶学性质研究

以羽毛粉为唯一碳氮源,从家禽厂土壤中筛选获得一株角蛋白酶产生菌,复筛角蛋白酶活力达46.89 U·mL-1.经形态特征和16S rRNA鉴定,该菌株被命名为Bacillus subtilis KS12.研究pH、温度、离子、表面活性剂、氧化剂和有机溶剂对B.subtilis KS12产角蛋白酶活性的影响.结果 表明:该菌株产角蛋白酶最适反应pH7.5,最适温度37℃,在pH 8.0～9.0范围内稳定性高,处理1h相对酶活力仍达95.7％～97.2％,60℃和80℃保温1h相对酶活力分别为61.4％和59.5％;5mmol·L-1 Ca2+和Mg2+对酶活性有促进作用,其中Mg2+尤为明显,相对酶活力达159％,Cu2+(5 mmol·L-1)抑制角蛋白酶活性,相对酶活力仅有3.7％;5％的吐温80可以提高角蛋白酶活性,相对酶活力为140.4％;有机溶剂异丙醇、甲醛、甲醇、乙醇、异戊醇和二甲苯抑制角蛋白酶活性.     

产脂肪酶菌株的筛选、鉴定以及酶学性质的研究

【目的】筛选高产脂肪酶菌株并鉴定其种属,研究脂肪酶的酶学性质.【方法】以橄榄油为唯一碳源对富含油污土壤中产脂肪酶微生物进行富集培养,用中性红平板进行初筛,结合改进铜皂分光光度计法测定酶活力;对筛选的高产脂肪酶菌株进行形态学观察和相关生理生化实验,再结合16S rDNA序列分析确定其种属;确定该菌株所产脂肪酶的最适作用温度和pH值,并研究金属离子、有机溶剂以及表面活性剂对酶活的影响.【结果】筛选得到一株高产脂肪酶菌株LZ-5,其所产脂肪酶的酶活力为4.78 U/mL;菌种鉴定为表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis).该酶最适作用温度为40℃,最适pH值为9.0;Ca~(2+)、Mg~(2+)对酶活力有促进作用,Fe~(2+)、Zn~(2+)、EDTA、SDS、甲醇和乙醇对酶活力有抑制作用,对Na~+、K~+、丙三醇的耐受力较高.【结论】成功分离一株表皮葡萄球菌高产脂肪酶菌株.     

赭绿青霉 Sp1菌株木聚糖酶最佳产酶条件及部分酶学特性研究

[目的]从土壤中分离筛选获得了一株具有高产木聚糖酶能力的真菌Sp1.[方法]经过28S rDNA测序鉴定为赭绿青霉(Penicillium ochro-chloron ).通过对摇瓶发酵条件优化试验及酶特性研究.[结果]该菌株的最适产酶条件为:2;(W/V)粗制木聚糖+0.5;葡萄糖为碳源,0.44; KNO3+0.06;蛋白胨为氮源,发酵起始pH为5.0,150 mL三角瓶装液量为40 mL,转速为220 r/min,28 ℃下培养72 h木聚糖酶酶活可达387 U/mL.将菌株Sp1发酵所得粗酶液经过纯化后研究其酶学特性,酶最适反应pH为4.0,最适反应温度为55 ℃,在40 ℃,pH 2.2～6.0,酶活性稳定.终浓度为0.01 mol/L的Na+ 、K+ 和Zn2+ 对酶活有促进作用.[结论]所筛选的Sp1菌株具有较好的应用前景.     

产β-葡萄糖苷酶罗尔夫青霉发酵条件的优化

为提高罗尔夫青霉(Penicillium rolfsii)HXL菌株产β-葡萄糖苷酶的能力,探明β-葡萄糖苷酶的酶学性质,采用单因素与正交试验方法,对HXL摇瓶发酵条件进行统计学优化研究。结果表明:菌株HXL优化发酵条件为麸皮3%+酵母膏4g/L+KH_2PO_4 0.2%+水杨苷0.05%,接种量6%,装液量75mL/250mL,起始pH 6.0,培养温度30℃,摇床转速180r/min,培养时间144h。在此条件下,菌株HXL产β-葡萄糖苷酶量从原来的1.32U/mL增至21.68U/mL。β-葡萄糖苷酶的最适温度为60~70℃,最适反应pH 3.5~5.0;在60℃以下及pH 3.0~6.0均能保持稳定;Mn2+对酶有激活作用,而Cu2+对酶有明显的抑制作用。     

角蛋白分解菌的分离选育、角蛋白酶提取及其应用的研究

作者对分解角蛋白的微生物进行了大量的采集、分离及选育工作，共分离出１３２１株菌种，最后选育出Ｆ＿５的优良菌株。此菌经鉴定为枯草芽胞杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）。对此菌株的产酶条件及生产酶的方法进行了研究，并将试产的液体及固体角蛋白酶，对羽毛、血粉、猪毛、猪蹄壳等进行酶解试验，都获得成功。酶解的羽毛粉，是很好的饲料，也可种菇及作花肥。     

复合诱变选育柚苷酶高产菌株的研究

以柚苷酶产生菌黑曲霉FY01—4为试验菌株,采用紫外线和60Co-γ射线进行复合诱变,经摇瓶复筛选育出一株柚苷酶高产菌株C15,酶活达1285．6U／mL,是出发菌株的3．59倍。连续传代10代,酶活仍保持在1200～1300U／mL之间,菌株产酶稳定性良好,可作为生产柚苷酶的优良菌株。     

高温乳糖酶产生菌株的诱变选育

以产高温乳糖酶的黑曲霉菌株(Aspergillusniger)D2-26作为出发菌株,经1次紫外线和3次γ射线诱变后,获得1株产高温乳糖酶的黑曲霉突变株UCo-3,其菌落形态较出发菌株略有差异,菌落呈圆形年轮状,菌落背面只在接种处有明显的皱褶。该突变株产生的高温乳糖酶活力达16 27U mL。     

拮抗甜瓜枯萎病链霉菌D2菌株发酵条件的优化

[目的]优化甜瓜枯萎病拮抗链霉菌D2菌株的发酵条件,为该菌发酵方法的建立及工业化生产提供科学依据.[方法]以D2菌株有效活菌数为考察指标,玉米粉含量、豆饼粉含量、pH、摇床转速、接种量和温度为影响因素,利用响应面法对D2菌株的发酵条件进行优化.[结果]豆饼粉含量、玉米粉含量和温度对D2菌株有效活菌数有显著影响(P<0.05).D2菌株有效活菌数回归模型为:Y=8.28757+0.12344X1+0.21477X2+0.06184X3-0.05929X12-0.09817X22-0.14942X32(式中,Y为有效活菌数对数,X1、X2和X3分别为玉米粉含量、豆饼粉含量和温度的编码值),理论有效活菌数为2.99×108 CFU/mL.D2菌株最优发酵条件为:玉米粉含量39.08 g/L、豆饼粉含量39.19 g/L、培养温度37.4℃,在此条件下D2菌株有效活菌数为3.01×108 CFU/mL,与理论值接近,但极显著高于未经优化采用培养基Ⅱ得到的有效活菌数(1.0×106 CFU/mL)(P<0.01).[结论]采用响应面法优化得到的D2菌株发酵条件可有效提高该菌株有效活菌数,且回归模型推算出的理论活菌数与优化条件发酵的有效活菌数接近,可用于指导D2菌株的实际规模化生产.     

利用PTVA法提高超氧化物歧化酶基因在毕赤酵母中的表达

为得到高表达超氧化物歧化酶毕赤酵母工程菌株,促进SOD的产业化生产,将来源于蜡样芽孢杆菌M22菌株的Mn-SOD-2基因转入毕赤酵母GS115中,构建了表达工程菌株YS 1～100。采用PTVA法(Posttransformational vector amplification)进行拷贝数扩增处理。建立了SOD重组菌株MMH(Minimal Methanol+Histidine)平板简易检测法,使用该法对转化子进行初筛,并用荧光定量PCR(Fluorescence quantitative PCR)法检测部分重组酵母工程菌中外源SOD基因的拷贝数。结果表明:试验中得到80株高抗Zeocin的菌株YSP 1～80,经MMH平板法筛选得到菌株YSP14、YSP30、YSP48和YSP54的SOD酶活性明显高于处理前;菌株YSP54的SOD基因的拷贝数达到8个拷贝,而处理前仅为1个拷贝;Native-Page分析与NBT酶活性测定显示菌株YSP54发酵上清液中的SOD酶活性达到150U/mL,为处理前的2倍。提高毕赤酵母中外源SOD基因的拷贝数可以相应提高SOD的酶活。     

胡萝卜软腐欧文氏菌CXJZU-120的选育及其脱胶性能研究

为寻求更适宜于生产应用的麻类生物脱胶高效菌株,对苎麻脱胶菌株CXJZ95-198进行紫外诱变,存活菌株的生理特性研究和脱胶功能实验发现:紫外线处理120 s获得的变异菌株CXJZU-120性状稳定;在5.5~6.0 h完成苎麻脱胶,总胶质脱除率达87.22%;该菌经10.0 h培养,发酵液中的果胶酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶活分别为211.2 U/mL、374.8 U/mL和96.6 U/mL;该菌株在固态培养基中培养16.0~17.0 h开始显棕褐色,液态发酵培养基中培养5.0~5.5 h开始显蓝绿色,接种到苎麻上发酵5.0~5.5 h开始显蓝色。该结果表明,变异菌株CXJZU-120与出发菌比较,不仅在脱胶功能和产酶性能上有所提高,而且繁殖速度快,发酵时具有特别的显色现象,对于该菌在生产中的应用具有重要意义。     

高产蛋白酶P5菌株的纯化及酶学性质

对高产蛋白酶细菌P5菌株发酵产生的蛋白酶进行初步分离纯化并研究其酶学性质。结果表明,硫酸铵饱和度为70%时,酶活性达到最高(310.44U/mL);该酶最适反应温度为40℃,在35～40℃保温5h,酶活性基本没变化;酶反应最适pH值为7.0,酶活性在pH值6.0～7.5时比较稳定。K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+对酶活性有促进作用,Na+对酶活性基本没有影响,Hg2+和Mn2+对酶活性有抑制作用,其他金属离子对酶活性的影响随离子浓度的不同而不同。     

一株木霉菌(Trichoderma sp.)TY2纤维素酶最佳产酶条件及部分酶学特性研究

[目的]筛选高活力纤维素酶产生菌,高效利用纤维素资源.[方法]从朽木和和纸浆样品中分离筛选出一株产纤维素酶活较高的菌株TY2.对其形态和18S rDNA特征序列分析鉴定为木霉菌(Trichoderma sp.).对菌株发酵条件及酶学特性进行研究.[结果] TY2菌株的最佳产酶条件为:1;滤纸+2;麸皮+0.5;葡萄糖为碳源,0.5;蛋白胨为氮源,起始pH 5.0,温度28 ℃,200 r/min,5 d,其CMCase和FPase活力分别达412.5 和100.3 U/mL.经分离纯化出TY2菌株内切β-葡聚糖苷酶.内切β-葡聚糖苷酶最适反应温度为60 ℃,最适反应pH为4.6,在50 ℃以下,pH 3.0～5.0,酶活性稳定,且在80 ℃仍具有降解CMC-Na的效果.同时研究发现铜离子、锌离子、钾离子和钠离子对内切β-葡聚糖苷酶的酶活有促进作用,而汞离子有明显的抑制作用.[结论]所筛选的TY2菌株具有潜在的工业应用价值.     

柚苷酶产生菌的抗药性UV诱变筛选

通过敏感抗生素对柚苷酶产生菌3-54菌株孢子致死浓度的测定,采用不同的UV照射时间对菌株孢子进行诱变处理,将诱变后的孢子涂在含纳他霉素致死浓度(2.0 U/mL)的平板筛选培养基上,获得了大量的抗药性致死突变株。从120个纳他霉素抗性基因突变株中通过透明圈初筛和多次摇瓶复筛,得到1株摇瓶发酵单位为500 U/mL的3-54-7号菌株,比出发菌株的产酶能力提高了近30%。     

芽孢杆菌L4菌株角蛋白酶的酶学性质研究

采用室内实验方法,对芽胞杆菌L_4菌株产生的角蛋白酶进行了系列的酶学性质研究.结果表明,以角蛋白溶液为底物时该酶的最适酶促反应温度为40℃,最适酶促反应pH为7.0,其Km值为1.88 mmol·L~(-1),Vmax为2.72×10~(-2)mmol·L~(-1)·s~(-1).利用不同的蛋白酶抑制剂进行酶活性抑制实验,发现该酶受邻啡罗啉和EDTA的抑制,推测该酶可能是一种含Zn~(2+)的金属蛋白酶.微量元素对该酶活力的影响显著,Ca~(2+)和Mg~(2+)对酶活力有促进作用,高浓度的Fe~(2+)和Cu~(2+)明显抑制角蛋白活力.