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玉米浆发酵产生物丁醇的氨基酸代谢动力学模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了深入挖掘利用丙酮丁醇梭菌产生物丁醇过程中氨基酸代谢的动态过程,探究利用廉价氮源玉米浆中的氨基酸用于丙酮丁醇梭菌产生物丁醇的生产策略,寻找生产丁醇的高效率廉价氮源来降低发酵生产成本。该研究首先利用高通量测序技术对玉米浆中微生物多样性进行分析;同时基于丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)生产丙酮-丁醇-乙醇(Acetone-Butanol-Ethanol,ABE)碳代谢动态模型的基础上,构建氨基酸代谢模型,以此模拟15种氨基酸在利用木糖为碳源发酵生产ABE中的氨基酸代谢过程,并对氨基酸的代谢与丙酮丁醇梭菌的生物量以及ABE的合成相关性关系进行冗余分析;通过模型预测实际生产中利用玉米浆发酵时氨基酸的消耗过程。结果表明,梭状芽胞杆菌属(Clostridium)占细菌总数的68.76%,是玉米浆中的优势菌群;最佳参数校正后构建了氨基酸代谢模型,模拟值与试验值有较好拟合度;11种氨基酸(苯丙氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、酪氨酸、甘氨酸、丝氨酸、精氨酸、天冬酰胺)在培养过程中迅速消耗用于细胞生长和溶剂生成,3种氨基酸(脯氨酸、组织胺、天冬氨酸)保持稳定状态,同时发酵过程中谷氨酰胺积累;冗余分析表明其中5种氨基酸对发酵产物及生物量影响具有相关性(P<0.05),相关性排序从大到小依次为丝氨酸、甘氨酸、亮氨酸、缬氨酸、天冬酰胺;模拟预测玉米浆中缬氨酸、甘氨酸、丝氨酸在发酵过程中基本被消耗,推测其为发酵后期的营养限制性因子。该结论可证实玉米浆可作为丙酮丁醇梭菌发酵丁醇的优势氮源,为丙酮丁醇梭菌的氨基酸代谢调控及下一步利用并优化玉米浆作为氮源生产生物丁醇提供一定的理论参考和数据支撑。  相似文献   
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百菌清降解菌的分离鉴定及功能基因分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
百菌清是一种广谱非内源性农药,在土壤中难以降解,已经成为农业环境污染的主要污染源之一。因此,其对环境的污染和被污染土壤的修复技术越来越受到关注。土壤环境中原位降解细菌的多样性对于评价环境毒理学、生物降解性、自净化能力和污染物的修复潜力具有重要价值。该研究从长期被百菌清污染的土壤中收集大量样本,分离到了14种能够明显降解百菌清的细菌。根据菌株形态和rDNA同源性分析,将它们分为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、无色杆菌属(Achromobacter sp.)、苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)、青枯菌属(Ralstonia sp.)和溶杆菌属(Lysobacter sp.)。其中溶杆菌属是该研究中新发现的具有百菌清降解能力的功能菌属,该发现扩大了已知的百菌清降解菌的菌属范围。通过进一步鉴定及生理生化分析,确定了该降解菌的分类地位及理化特征。此外,该研究通过基因文库法克隆到了发挥关键降解作用的水解酶基因,并发现该基因与转座子原件IS-Olup相连,二者组成代谢转座子,具有水平转移的分子基础。通过揭示降解基因在细菌间的漂移机制,为修复百菌清污染土壤的生物技术奠定了理论基础。  相似文献   
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玉米深加工是全球第二大宗农产品加工行业,玉米淀粉制备过程中产生大量的副产物,如玉米浆(Maize Steep Liquor, MSL)。玉米浆色深味重、毒素含量高、处理困难,已经成为众多玉米深加工企业发展的桎梏。该研究主要利用玉米浆中丰富的速效氮源和微生物的促生长因子进行微生物菌肥的开发。通过对前期筛选到的3株植物根际促生菌(PGPMs)的共生发酵研究,评估了3种菌在玉米浆中高密度发酵的可行性,并对发酵特性进行了研究。试验结果表明,三种菌通过共生发酵,并在模拟流加工业废料结晶糖母液作为补料时,发酵体系中的总生物量从6.6×109提升到了2.17×1010 CFU/mL,并在52 h氨基酸态氮含量达到最大。同时,采用葡萄糖模拟结晶葡萄糖母液流加补料显著提高了共生体系的总糖以及溶磷的利用率,可溶性磷利用率提高了近50%;此外,添加葡萄糖还能保持发酵体系的pH值稳定,奠定了生产稳定性。该研究为玉米浆的再利用提供了一种解决方法,对低成本生物肥料的开发与生产提供了一种新的思路。  相似文献   
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