常压室温等离子体结合紫外诱变筛选红霉素高产菌株

利用常压室温等离子体射流诱变(ARTP)和紫外照射对红霉素产生菌进行复合诱变,得到4株产量明显提高的突变菌株,4株菌的平均发酵效价较出发菌株提高25.2%;其中一株(12#菌株)经发酵摇瓶验证,红霉素发酵单位可达10029单位/mL,比出发菌株提高了28.6%,且遗传稳定性良好。实验证明ARTP-UV复合诱变是一种简单高效的筛选方法。     

利用原生质体诱变方法选育蛹虫草高产突变菌株

对蛹虫草(Cordyceps militaris)原生质体分别进行热应激和紫外线诱变处理后,挑选再生菌株进行栽培试验,通过测定菌株子实体产量及腺苷、虫草素含量,从中筛选高产突变菌株。蛹虫草原生质体经68℃和72℃热应激后,再生菌株子实体干物质含量显著增加,且68℃处理组子实体中腺苷含量显著提高。用紫外灯照射原生质体1 min、6 min和7 min时,子实体干物质含量显著增加,腺苷含量较对照组分别提高49.4%、96.4%和15.9%,虫草素含量分别提高49.1%、20.0%和13.5%。最终从紫外线诱变1 min处理组筛选出5株高产突变菌株,其子实体干质量和生物转化率均显著高于出发原菌株,子实体中虫草素含量分别为原菌株的1.59、1.72、1.74、1.55和1.56倍,并且5株菌株目标性状的稳定性良好。试验结果表明,以原生质体为材料,采用紫外线诱变技术可以选育出蛹虫草高产突变菌株。     

紫外线诱变选育富铬酵母菌株的研究

采用紫外照射法对一株产朊假丝酵母进行诱变处理。结果表明:在紫外灯功率为15w,照射距离为20cm,诱变时间为30s的条件下,致死率可达到72.10%。通过初筛和复筛得到5株酵母菌,其中C-11号菌株经测定其生物量达到13.1g/L,酵母细胞中有机铬的含量达到628.1g/g,较诱变前提高了40.90%,且稳定性好,确定其为适于生产所需的强聚铬能力菌株。     

紫外线诱变选育富铬酵母菌株的研究

采用紫外照射法对一株产朊假丝酵母进行诱变处理,结果表明:在紫外灯功率为15W,照射距离为20cm,诱变时间为30s的条件下,致死率可达到72.10%。通过初筛和复筛得到5株酵母菌,其中C-11号菌株经测定其生物量达到13.1g/L,酵母细胞中有机铬的含量达到628.1μg/g,较诱变前提高了40.90%,且稳定性好,确定其为适于生产所需的强聚铬能力菌株。     

三重复合诱变选育林可霉素高产菌株

以提高林可霉素的生产水平为目的,将林可霉素产生菌LK15-012先用0.6%甲基磺酸乙酯(EMS)处理3 h,然后常压室温等离子体(ARTP-200W)照射90 s、最后紫外线(UV)照射50 s。结果表明:致死率为98.5%,正突变率为71.8%。最终获得2株高产突变株LK16-032和LK16-049,摇瓶效价比出发菌株LK15-012提高了42.50%和35.25%。将两株突变株分别通过100 L小试、10 t中试和60 t大生产进行发酵验证,发酵效价明显高于生产菌株。采用EMS-ARTP-UV三重复合诱变明显提高了林可霉素的生产水平。     

2株海洋红酵母的复合诱变及其高产类胡萝卜素菌株的选育

选用从雷州半岛近岸海域分离鉴定的2株海洋红酵母（胶红酵母J6和黏红酵母J2）作为出发菌株,进行亚硝基胍（NTG）和紫外线（UV）复合诱变,以期筛选出高产类胡萝卜素的突变株。先用NTG处理出发菌株的菌悬液60 min,再用UV照射120 s,且要连续诱变3次;每次复合诱变后的菌悬液经短时间的液体培养后涂布于红酵母琼脂平板培养,从中筛选出一定数量的第1、2和3代突变菌株;将突变菌株接种于红酵母发酵培养基,经培养、离心和烘干,制备出干菌体细胞;用分光光度计法测定干菌体细胞中的类胡萝卜素含量,筛选出高产类胡萝卜素的突变株,并进行遗传稳定性试验。结果表明,胶红酵母J6的正向突变率为56.57%（56/99）,6株高产类胡萝卜素的突变株中,第3代3株,第2代2株,第1代1株,类胡萝卜素含量最高的突变株是胶红酵母J6-82,比出发菌株提高了99.56%;黏红酵母J2的正向突变率为53.01%（44/83）,6株高产类胡萝卜素的突变株中,第3代4株,第2代2株,类胡萝卜素含量最高的突变株是黏红酵母J2-75,比出发菌株提高了93.64%。本试验采用的NTG和UV 3次复合诱变的方法有利于海洋红酵母的变异及其类胡萝卜素含量的提升,且突变菌株有良好的遗传稳定性。     

2株海洋红酵母的复合诱变及其高产类胡萝卜素菌株的选育

选用从雷州半岛近岸海域分离鉴定的2株海洋红酵母(胶红酵母J6和黏红酵母J2)作为出发菌株,进行亚硝基胍(NTG)和紫外线(UV)复合诱变,以期筛选出高产类胡萝卜素的突变株。先用NTG处理出发菌株的菌悬液60min,再用UV照射120s,且要连续诱变3次;每次复合诱变后的菌悬液经短时间的液体培养后涂布于红酵母琼脂平板培养,从中筛选出一定数量的第1、2和3代突变菌株;将突变菌株接种于红酵母发酵培养基,经培养、离心和烘干,制备出干菌体细胞;用分光光度计法测定干菌体细胞中的类胡萝卜素含量,筛选出高产类胡萝卜素的突变株,并进行遗传稳定性试验。结果表明,胶红酵母J6的正向突变率为56.57%(56/99),6株高产类胡萝卜素的突变株中,第3代3株,第2代2株,第1代1株,类胡萝卜素含量最高的突变株是胶红酵母J6-82,比出发菌株提高了99.56%;黏红酵母J2的正向突变率为53.01%(44/83),6株高产类胡萝卜素的突变株中,第3代4株,第2代2株,类胡萝卜素含量最高的突变株是黏红酵母J2-75,比出发菌株提高了93.64%。本试验采用的NTG和UV 3次复合诱变的方法有利于海洋红酵母的变异及其类胡萝卜素含量的提升,且突变菌株有良好的遗传稳定性。     

诱变育种

辐射诱变育种是近年来发展起来的一种新奇的种植技术,利用各种射线照射农作物的种子、植株或某些器官和组织,促使其产生变异,从中选择需要的可遗传优良变异,培育成新的优良品种。实践证明,x射线、γ射线和中子等都能使植物、动物和微生物的基因产生突变,其中极少数是对人类有利的突变,利用这些突变类型培育出自然界中没有的经济价值高的新品种。     

高压电场选育高产酸性木聚糖酶菌株的研究

为获得适用于动物饲料的木聚糖酶高产菌株,并验证高压电场诱变方法的有效性,于农田土壤中筛选出高产菌株,在高压电场中进行诱变,筛选最佳的突变菌株。出发菌株初步鉴定为沙福芽孢杆菌,命名为Bacillus safensis B16。该菌株所产木聚糖酶在pH 5、60℃下酶活性为217.34 U/mL,且60℃时的半衰期为229 min,热稳定性良好。在6～24 kV、极间距为3 cm的高压电晕电场中处理0～10 min,最终在10 kV下处理6 min选育出一株木聚糖酶高产菌株B16106-2,酶活性达到256.73 U/mL,较出发菌株提升了18.12%,且传代7次后菌株的产酶能力基本不变,具有良好的遗传稳定性。突变菌株所产木聚糖酶的最适酶反应条件不变。研究证明,高压电晕电场是一种有效的诱变方式,且筛选出的菌株B16106-2性能良好。     

60Co辐射高羊茅性状变异研究

本研究以高羊茅爱瑞3号为材料,用60Co-r射线照射干种子和分化苗,研究其适宜诱变剂量及性状变异.结果表明,出苗率和植株存活率随照射剂量增加而降低,干种子适宜诱变剂量为100～150 Gy,分化苗适宜诱变剂量为20～25 Gy;辐射当代材料在植株形态性状和耐旱(寒)性状上均发生了明显变异,其变异频率分别为1.52%～8.33%、1.52%～1.85%;60Co-r射线辐射可以获得叶片变小、变细且具有耐旱(寒)特性的高羊茅突变体;RAPD(随机PCR扩增)分析显示了这些突变体在DNA水平上发生的变异.     

产脂肪酶黑曲霉原生质体NTG诱变研究

以黑曲霉Aspergillus niger G27为初始菌株,制备原生质体。用亚硝基胍(NTG)对所制备的原生质体进行诱变,考察诱变效果。收集斜面菌丝体,经复合酶处理制备原生质体,分别于1×10-3mmol/m L NTG溶液中诱变处理0~60 min,考察菌株的死亡率、菌落变异率和产脂肪酶活性等。结果表明,原生质体再生率为7.5%。随着诱变时间增加,原生质体诱变死亡率、菌落变异率增加,并逐渐趋于稳定。初筛结果为随着诱变时间增加,脂肪酶活性标平均值降低,标准偏差值增加,变异系数值增加。NTG诱变时间为20~40 min时,出现比较多的正变菌株。经过复筛和验证试验,得到P316菌株脂肪酶活性为(394.3±12.9)U/m L,比出发菌株发酵酶活高22.9%;P388菌株为(385.1±11.4)U/m L,比出发菌株发酵酶活高20.1%。可见采用NTG诱变菌株的原生质体获得良好的诱变效果,结合筛选获得了2株遗传稳定的高产突变菌株。     

高产纤维分解酶黑曲霉诱变选育与发酵条件优化

本试验旨在研究高产纤维分解酶黑曲霉诱变选育与发酵条件优化。通过对黑曲霉X1诱变选育(紫外、硫酸二乙酯、紫外-硫酸二乙酯复合诱变),获得产纤维分解酶能力强的突变菌黑曲霉,并对其产酶发酵条件和水解秸秆能力进行研究。结果表明,黑曲霉X1经紫外、硫酸二乙酯及紫外-硫酸二乙酯复合诱变,筛选出1株产酶能力高的突变菌黑曲霉X1U4-1;与原菌相比,突变菌滤纸酶活性提高了66.7%,β-葡萄糖苷酶活性提高了22.3%,木聚糖酶活性提高了3.8%,还原糖含量(12 h)提高了6.8%。黑曲霉X1U4-1最适发酵产酶条件为发酵时间72 h,玉米芯∶麸皮=3∶7,接种量1.2 mL,硫酸铵浓度4%;在此条件下,滤纸酶活性达到0.77 U/g,纤维素酶活性达到93.80 U/g,木聚糖酶活性达到9 383.18 U/g。本研究表明,采用紫外-硫酸二乙酯复合诱变可有效改善黑曲霉产酶性能和水解秸秆能力。     

EMS诱变处理金花菜种子条件分析

为确定EMS诱变处理金花菜(Medicago polymorpha L.)种子的最适条件,获得化学诱变性状稳定的突变系和育种后代。本试验以淮扬金花菜种子为材料,EMS为诱变剂,采用5个甲基磺酸乙酯(EMS)诱变浓度(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和0.9%),3个处理时间(3h,6h和9h),分别对诱变后种子发芽率、胚根长度、移栽成活率及相对越冬率进行分析。研究发现EMS诱变处理对淮扬金花菜发芽率和胚根伸长有抑制效应,且EMS诱变浓度抑制效应大于诱变时间;EMS处理对淮扬金花菜移栽成活率影响较小;低浓度EMS处理后淮扬金花菜保持了较高的越冬率,但高浓度EMS抑制金花菜的越冬。0.7%EMS 9h组合和0.9%EMS 6h组合的发芽率均接近50%,最终确定0.7%EMS诱变处理9h和0.9%EMS诱变处理6h的组合为金花菜种子最佳诱变条件。     

复合诱变选育高产β-葡聚糖酶菌株

以黑曲霉SD16为出发菌株,经紫外线和N 注入诱变处理,选育高产β-萄聚糖酶菌株.结果表明:紫外线的最佳照射时间为10min,N 最佳注入剂量为70×2.6×1012 N /cm2;突变高产菌株AN1的β-葡聚糖酶酶活由出发菌株SD16的493.2 U/mL提高到902.5 U/mL.且突变菌株AN1经传5代培养,产酶性能稳定.     

微波诱变结合消泡剂定向选育VB12高产菌株的应用

运用微波诱变结合消泡剂定向选育VB12生产菌株——脱氮假单胞杆菌。结果表明：当微波功率800 W、脉冲频率2 450 MHz,分离平皿中消泡剂加量3‰时,诱变剂量6 s效果最明显。得到遗传稳定的突变菌株VB12Ⅰ09-1023#,通过摇瓶测得该突变株发酵单位高达268 mg/L,比出发菌株提高了28.8%。120 m3发酵罐试验,25批平均发酵单位高于对照7.5%。     

动物双歧杆菌耐氧航天诱变菌株MN-Gup的筛选

耐氧性能不足是双歧杆菌在酸奶产品中添加应用的一个重要问题。本试验对搭载神舟十一号返回式飞船的动物双歧杆菌菌株进行分离纯化并得到10株突变株。以耐氧系数为评价指标对菌株进行筛选,对野生株BB-11与突变株的遗传稳定性、生长曲线、不同氧浓度条件(氧气浓度为0、5%、10%、15%、21%)下菌株的活菌数等指标进行测定,并对菌株的菌落形态及微观形态进行观察。结果表明,10株突变株中有5株耐氧系数显著高于野生菌株(P0.05),其中有一株突变株耐氧MN-Gup遗传稳定且耐氧系数显著高于野生菌株;耐氧突变株的生长趋势与野生株相似,但是高于野生株。在5%氧气浓度下,耐氧突变株OD600达到1.110±0.02,活菌数最高达到8.46±0.13(log cfu/m L),均高于野生株;形态学观察发现突变株与野生株在表观形态上没有差异。动物双歧杆菌BB-11经过航天诱变后耐氧性能发生改变,突变株动物双歧杆菌MNGup耐氧性能良好且遗传稳定。对BB-11和MN-Gup在p H 2.5(盐酸调节p H)和0.3%的胆盐浓度下进行活菌数检测,结果表明两株菌均具有良好的胃酸和胆盐耐受性,并且两株菌之间无显著差异(P0.05);B1为坚强肠球菌,B2为海氏肠球菌,B3和B4均为屎肠球菌。本研究为防治犊牛腹泻提供了更多的候选菌种。     

高非蛋白氮利用能力酵母菌的筛选与诱变

蛋白质饲料资源短缺一直是制约着中国饲料工业健康平稳发展的瓶颈问题之一。单细胞蛋白（single cell protein,SCP）在解决世界粮食与蛋白饲料短缺问题存在较大潜质。经多年研究,单细胞蛋白在菌种选育、生产工艺、发酵原料等方面均取得了较大进展,但单细胞蛋白饲料成本仍居高不下,在饲料工业中一直未得到大量应用。提高生产单细胞蛋白生产菌株非蛋白氮（non-protein nitrogen,简称NPN）利用效率和生长速度,是降低单细胞蛋白生产成本的关键。本试验从多株酵母菌中筛选出NPN利用能力较强的菌株,并对其进行紫外照射诱变,以期获得菌体蛋白产量高的突变菌株。通过对14株酵母菌对不同碳、氮源利用的研究,确定其最适碳、氮源,并依据14株酵母的生长潜力、菌体蛋白产量、NPN利用能力等进行排名,筛选出综合性能较优的酿酒酵母菌M（Saccharomyces cerevisiae strain YI59）和N2（Saccharomyces cerevisiae isolate AA2）。将酵母菌M和N2作为出发菌,进行紫外照射诱变。以葡萄糖、硫酸铵为碳、氮源,依平板菌落大小与液体发酵菌体蛋白产量进行初筛和复筛,最终获得菌落较大的3株突变菌MU23、MU3和MU5。经液体发酵复筛发现,MU3和MU5菌体蛋白含量较原出发菌M有显著提高,分别提高12.93%和11.82%（P<0.05）,但菌体蛋白产量与出发菌相比无显著差异（P>0.05）;菌株MU23菌体蛋白含量与出发菌M无显著差异（P>0.05）,但菌体蛋白产量较原出发菌M有较大幅度提升,为0.26 g/L,提高13.04%（P>0.05）。综合上述试验结果,使用紫外照射诱变可以达到提高酵母菌NPN利用能力和菌体蛋白产量的目的。     

吖啶橙诱变提高蛹虫草虫草素含量的研究

蛹虫草的活性成分与冬虫夏草基本相同,常被用作冬虫夏草的替代品。虫草素是虫草属特有的次生代谢产物,具有很高的药用价值。为提高虫草素含量,应用吖啶橙对蛹虫草无性型孢子进行诱变,筛选虫草素含量高的突变菌株,并对获得的稳定遗传的突变株进行再诱变,经二次诱变得到的突变菌株其虫草素含量可达290.60mg/L,比初发菌株提高了7.4倍。     

利用臭氧诱变果酒酵母营养缺陷型突变株选育研究

利用普通酒精酵母通过臭氧发生器产生臭氧诱变,诱变参数:臭氧浓度为15 mg/m~3,时间为10 min;分离、纯培养后筛选出一株的突变株YSS-03。此菌株最大特点是只能利用单糖为碳源发酵产酒精,且酒精耐性15%以上,是一株具有发酵制备功能酒前景的菌株。     

象草不同辐射剂量诱变系表型及遗传变异研究

以象草种茎为材料,利用10、20和30 Gy剂量的⁶⁰Co-γ射线照射种茎,筛选适宜诱变剂量并研究其表型性状变异和分子水平上的遗传变异,为象草辐射诱变育种提供理论和技术基础。结果表明,辐射处理后的植株有矮化的趋势,其中分蘖数、茎节数和叶长对辐射最敏感,容易发生变异;在所有诱变系材料中,F30-39和F30-41聚为一类,与对照材料差异最大,是显著矮小化的植株。30 Gy诱变系与未辐射的材料间的遗传相似系数在0.3793~0.9655,平均为0.8276,而差异位点数在4~66个,平均为19.3个,两项指标均大于10和20 Gy诱变系群体。综合考虑辐射后植株存活率与遗传变异结果,选定30 Gy为最适宜的象草种茎辐射诱变剂量。