氮离子束注入诱变筛选万隆霉素高产菌株的研究

为获得万隆霉素高产菌株,用氮离子束注入万隆霉素产生菌进行诱变处理,并用链霉素抗性筛选法和抑菌圈筛选法进行突变株的筛选。结果表明:通过能量为20keV、剂量为90×2.6×1013N+/cm2的氮离子束注入处理万隆霉素产生菌的分生孢子,筛选出万隆霉素高产菌株WN939,其摇瓶发酵产素水平较出发菌株提高了82.10%。经5代传代培养,其产素水平稳定。     

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%。     

多轮次筛选选育高酚酸耐受性丁醇生产菌

纤维原料预处理过程中会产生酚酸等抑制菌株生长的物质,为选育出高丁醇产量及高耐受酚酸胁迫丁醇生产菌株,该研究利用多因子复合筛选策略筛选出一株能够合成足够还原力与对丁醇耐受性较好的菌株Clostridium beijerinckii W6。通过丁醇胁迫适应性进化获得丁醇耐受菌W6-1,其丁醇和总溶剂产量相较于菌株W6分别提高了14.01%和16.85%。通过紫外诱变处理菌株W6-1并结合理性筛选模型最终获得丁醇产量较高菌株W6-2,其丁醇及总溶剂产量分别可达到（9.51±0.06）和（15.32±0.11）g/L。最后将菌株W6-2通过酚酸胁迫适应性进化得到突变菌W6-3,其能耐受1.0 g/L酚酸胁迫环境,且丁醇和总溶剂产量相较于菌株W6-2分别提高了18.17%和17.49%。当以葛渣水解液为底物进行丙酮丁醇发酵时,突变菌W6-3的丁醇产量达（8.54±0.31）g/L,相较于菌株W6-2提高了26.71%。经多轮次诱变及适应性进化处理获得的突变菌的酚酸耐受性及发酵性能均有较大提高,该文所采用的多轮次筛选方法可以为其他快速筛选优良生产菌提供可靠的理论参考。     

常压室温等离子诱变选育高产橙、黄色素红曲菌研究

为了提高红曲菌(Monascus sp.)产橙、黄色素的性能,采用新型的常压室温等离子体(ARTP)诱变技术处理红曲菌WM951孢子悬液。结果表明,最佳照射时间为90 s,此时红曲菌突变效果最好,其孢子致死率为78%,形态突变率为14.2%。试验最终从15株突变菌株筛选得到1株高产橙、黄色素的突变菌株WM951M1,对该菌株的发酵产物进行色价检测分析,发现该突变菌株产橙、黄色素能力比出发菌株分别提高136%、43%,30℃培养10d后其固态发酵红曲米中橙、黄色素色价最大值分别为3 620、3300 U·g-1。出发菌和突变菌所产色素的全波长扫面图谱显示,突变菌所产色素最大吸收峰出现在465nm处,并在410 nm处也有吸收峰,说明该菌主要合成橙、黄色素。在传代培养的过程中,该突变菌株表现出良好的遗传稳定性及形态稳定性,不仅可应用于生产橙、黄色素,也可用于生产色调偏橙型红曲米,还能丰富红曲菌菌株库资源。     

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。     

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。     

禾长蠕孢菌菌种的紫外诱变改良和除草活性评价

为进一步提高稗草生防潜力菌HGE的杀草活性，本文采用紫外诱变的方法对该菌种进行改良，经筛选获得一株适合液体发酵的突变菌株M1。与出发菌株HGE菌落为墨绿色相比，突变株M1菌落呈灰白色至白色，表现出明显差异，并且M1生长速度快，其发酵液对稗草根芽的抑制效果均优于出发菌株HGE。连续7次传代培养发现M1仍具有良好的遗传稳定性。采用RAPD-PCR方法对出发菌株和突变菌株M1同时进行PCR扩增，结果表明突变菌株的遗传物质已经发生了改变。同时对其液体发酵工艺进行了研究，初步确定了最佳发酵工艺。采用3号培养基，初始pH值为7，发酵温度为24℃，150r/min振荡培养6d的发酵方案，突变菌株M1菌丝体产量最高，达14.37g/L。液体培养获得毒素的最佳发酵工艺为：4号培养基，初始pH值为7，发酵温度为26℃，静置培养14d。     

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%。     

产IAA菌株的UV和DES诱变筛选及培养条件优化

为了得到高产吲哚-3-乙酸(IAA)菌株,采用紫外(UV)诱变和硫酸二乙酯(DES)诱变的方法,对从烟草根际土壤中分离得到的一株产IAA并具有溶有机磷性状的促生菌进行诱变选育,并对获得的目标菌株的发酵培养条件进行正交优化。结果表明,菌株经UV诱变和DES诱变均能有效提高其IAA产量。诱变条件为 UV(15 W,30 cm)照射1 min或2 mg·mL^-1 DES处理30 min时,得到1株高产IAA的菌株UV19,其IAA产量为33.77 mg·L^-1,是出发菌株产量的299.48%。菌株UV19经10代继代,其产IAA能力和溶有机磷性状稳定遗传。菌株UV19产IAA培养发酵优化条件为10%装瓶量、初始pH值8、培养温度25℃、接种量3%、培养时间96 h、含500 mg·L^-1色氨酸的LB培养基,优化后IAA产量高达75.47 mg·L^-1,为优化前的2.23倍。本研究结果为菌肥及生物法生产IAA提供了基础材料及技术方案。     

~(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     

Identification of the essential catalytic residues and selectivity-related residues of maltooligosyltrehalose trehalohydrolase from the thermophilic archaeon Sulfolobus solfataricus ATCC 35092

Maltooligosyltrehalose trehalohydrolase (MTHase) catalyzes the release of trehalose by cleaving the alpha-1,4-glucosidic linkage next to the alpha-1,1-linked terminal disaccharide of maltooligosyltrehalose. Mutations at residues D255, E286, and D380 were constructed to identify the essential catalytic residues of MTHase, while mutations at residues W218, A259, Y328, F355, and R356 were constructed to identify selectivity-related residues of the enzyme. The specific activities of the purified D255A, E286A, and D380A MTHases were only 0.15, 0.09 and 0.01%, respectively, of that of wild-type MTHase, suggesting that these three residues are essential catalytic residues. Compared with wild-type MTHase, A259S, Y328F, F355Y, and R356K MTHases had increased selectivity ratios, which were defined as the ratios of the catalytic efficiencies for glucose formation to those for trehalose formation in the hydrolysis of maltooligosaccharides and maltooligosyltrehaloses, respectively, while W218A and W218F MTHases had decreased selectivity ratios. When starch digestion was carried out at 75 degrees C and wild-type and mutant MTHases were, respectively, used with isoamylase and maltooligosyltrehalose synthase (MTSase), the ratios of initial rates of glucose formation to those of trehalose formation were inversely correlated to the peak trehalose yields.     

水氮耦合对土壤水分时空分布与胡麻耗水特性及产量的影响

为明确水氮耦合效应对陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区胡麻耗水特性的影响,筛选出适宜当地的灌水量和施肥量,采用三因素裂区试验设计,以轮选2号(V1)、定压22号(V2)2个胡麻品种为主区,3个灌水量0(W1)、1 200(W2)和1 800 m^3·hm^-2(W3)为副区,3个氮肥梯度0(N1)、60(N2)和120 kg·hm^-2(N3)为副副区,研究水氮耦合对胡麻不同生育时期的耗水特性、产量及水分利用效率的影响。结果表明,灌水量和施氮量主要影响100 cm以上土层土壤含水量,表现为W3>W2>W1,N3>N2>N1,成熟期0～100 cm土层平均土壤含水量W3较W2、W1分别高9.04%和30.93%,N3较N2、N1分别高5.96%和9.68%;品种、灌水、氮肥对产量有显著影响,V2较V1增加8.94%,W3、W2较W1分别增加40.35%和27.42%,N3、N2较N1分别增加13.86%和8.50%,除VXN外,各处理两因素间交互作用显著(P<0.01),而三因素间交互作用不显著;农学利用率随着灌水量、施氮量的增加而下降,偏生产力随着灌水量的增加而增加,随着施氮量的增加而下降。综合评价水氮互作效应对胡麻耗水特性、产量、水分利用效率及肥料利用效率的影响,建议在试验区条件选择V2品种、灌水为1 800 m^3·hm^-2,施氮量为60 kg N·hm^-2。综上,适宜的水氮耦合模式在增加旱地胡麻籽粒产量、促进土壤水分吸收的基础上,能够保证胡麻的高产高效。本研究结果为旱区胡麻高产栽培技术提供了理论依据。     

N+离子注入法选育高产葡萄糖耐量因子（GTF）酵母菌株

本研究通过铬耐量筛选的方式,从12株供试啤酒酵母中获得一株高耐铬性啤酒酵母菌株,并对该菌株进行N+注入诱变,注入能量为50keV,注入剂量1×2.6×1013、2×2.6×1013、3×2.6×1013、4×2.6×1013、5×2.6×1013和6×2.6×1013 icon/cm2。结果表明,最适诱变的注入剂量为4×2.6×1013 icon/cm2,得到1株高产GTF的啤酒酵母菌株M11-1A11,其富铬能力较诱变前提高了22.4%。经5次传代发酵培养,突变株的富铬性能稳定。     

Efficient synthesis of (+/-)-4-methyloctanoic acid, aggregation pheromone of rhinoceros beetles of the genus Oryctes (Coleoptera: Dynastidae, Scarabaeidae)

(+/-)-4-Methyloctanoic acid and its ethyl ester are aggregation pheromones of many rhinoceros beetles of the genus Oryctes and are investigated for the control of these pests by olfactory trapping. A simple, economical, and high-yield (>50%) synthesis of (+/-)-4-methyloctanoic acid and its ethyl ester is presented starting from n-hexanal. The key step in this sequence is an orthoester Claisen rearrangement for the elongation of the carbon chain by two.     

覆土浅埋滴灌对春小麦耗水特性及水分利用效率的影响

  目的  探索新疆伊犁河南岸灌区覆土浅埋滴灌条件下春小麦耗水规律和水分利用效率。  方法  通过对覆土（覆土深度5 cm）浅埋滴灌（4个灌溉定额水分处理:W1 = 450 mm、W2 = 360 mm、W3 = 315 mm和W4 = 270 mm）和地表滴灌（灌溉定额CK = 450 mm）的春小麦各生育期耗水量分析,研究覆土浅埋滴灌对春小麦生长阶段各土层水分动态变化、耗水特性、作物系数及水分利用效率的影响。  结果  覆土浅埋（5 cm）滴灌可以显著性提高20 ~ 40 cm土层水分含量,滴灌小麦全生长阶段0 ~ 40 cm土层水分变化率大,该土层是小麦根系吸水主要利用层,40 ~ 60 cm土层为小麦根系稳定吸水层,该土层水分波动不明显。灌水量为360 mm处理下,全生育期内覆土浅埋滴灌小麦耗水量为482.78 mm,日均耗水量为4.88 mm d?1,耗水量呈抛物线变化趋势,在拔节 ~ 抽穗阶段达到抛物线最高点;小麦全生育期各滴灌量处理耗水量存在显著差异。在滴灌小麦整个生长周期内作物系数呈初期小、中期大、后期小的变化规律,在春小麦需水关键期拔节 ~ 抽穗期作物系数达到最大值为1.5。覆土浅埋滴灌小麦W1、W2、W3和W4处理的水分利用效率分别比地表滴灌CK提高了16.47%、38.73%、36.37%和13.20%,且覆土浅埋滴灌处理显著性高于地表滴灌处理。滴灌量为360 mm的W2处理产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均达到最优;CK处理最低,但产量除外。  结论  在本试验条件下覆土浅埋滴灌灌溉定额为360 mm为理想的高产节水滴灌处理。     

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63及其抗生素高产菌株差异蛋白分析

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63是分离自马铃薯疮痂病自然衰退土壤中的一株拮抗菌。前期研究表明,该菌株及其发酵液对棉花黄萎病菌、瓜类白粉病菌等多种重要的植物病原真菌具有较强的抑制作用,具有良好的生防应用潜力。本文利用蛋白质双向凝胶电泳技术研究了Men-myco-93-63与其抗生素高产菌株D12-3之间的蛋白质表达差异。通过优化条件,建立了一套适合该生防菌的双向电泳体系。通过比较蛋白质图谱的差异,发现了四个差异蛋白,质普分析表明,四个蛋白点分别为聚羟基脂肪酸（PHAs）的包涵体蛋白（PhaP）,β-内酰胺酶(Beta-lactamase),甲基接受趋化蛋白(methyl-accepting chemotaxis protein)和ABC转运体(ABC transporter, ATP-binding protein),这些蛋白可能与该生防菌的抗性有关.     

水分胁迫对夏玉米胞间CO2浓度、维管束鞘细胞CO2泄漏和叶片碳稳定同位素的影响

通过盆栽试验,采用碳稳定同位素技术和LI-6400便携式光合仪分析探讨了不同水分条件对夏玉米各典型生育期胞间CO2浓度(Ci)、维管束鞘CO2泄漏率(φ)和叶片碳稳定同位素判别值(Δ13C)的影响,并研究了它们之间的关系。试验设四个水分条件:分别为田间持水量的75%~100%(W1),50%~75%(W2),30%~50%(W3),0~30%(W4)。结果表明:(1)夏玉米拔节期水分胁迫时气孔关闭导致了Ci降低。在孕穗、抽雄和灌浆期,W1、W2和W3处理下Ci依次降低。W4处理由于严重干旱而导致Ci大于W2和W3处理;成熟期叶片的老化导致了Ci在成熟期随着水分胁迫的增加而增加;(2)叶片Δ13C和Ci/Ca的关系受水分条件和生育期双重影响,从拔节到灌浆,叶片Δ13C在W1、W2和W3三种处理中的变化趋势与Ci/Ca一致,而成熟期则不一致;W4处理的叶片Δ13C从孕穗到灌浆的变化趋势与Ci/Ca一致,其余生长期不一致。而在各水分处理下,叶片Δ13C与φ均呈极显著正相关,且φ对叶片Δ13C的影响均大于Ci/Ca;(3)在不同水分处理中,φ的变化和叶片Δ13C的变化一致。W1、W2和W3处理下,φ随着水分胁迫的增加而降低,但严重水分胁迫会增加φ。