响应面法优化大肠杆菌CD-2产偶氮还原酶培养基的条件

在摇瓶条件下,对大肠杆菌CD-2发酵生产过程中的主要培养基组成对产偶氮还原酶的影响进行了研究。根据响应面法,以单因子试验结果为基础,利用Plackett-Burma设计对影响E.coli CD-2产偶氮还原酶的相关因子进行了评估,并筛选出具有显著效应的3个因子:pH值、MgCl2、Na2HPO4。用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用design expert 7.0统计软件的Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定E.coli CD-2优化后的最佳培养基组成:甘露醇2 g.L-1、氯化铵3 g.L-1、接菌量5%、pH值为6.5、KH2PO42 g.L-1、Na2HPO46 g.L-1、MgCl20.99 g.L-1,优化后的酶活达到2.429 U.mL-1,是初始酶活的2.85倍。从而增强了E.coli CD-2所产的偶氮还原酶实际应用于污水处理的能力。     

白腐菌产漆酶培养条件的响应面法优化

[目的]采用Plackett-Burman试验设计法、响应面法,对灰盖鬼伞菌(Coprinopsis cinerea)产漆酶进行了发酵工艺条件的优化研究。[方法]首先利用Plackett Burman设计试验筛选出影响产酶的麦麸、稻草粉和酵母粉3个主要因素。在此基础上,用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计、响应面分析法进行回归分析。[结果]麦麸、稻草粉和酵母粉浓度与漆酶活力存在显著的相关性,得到最佳培养基条件。当麦麸10.188 g/L、稻草粉9.379 g/L、酵母粉3.613 g/L时,漆酶活力达到729.89 U/ml。[结论]经3批培养验证,预测值与验证试验平均值接近。     

响应面法优化高压均质破碎重组大肠杆菌的条件

通过单因素试验,分析了均质压力、均质次数和菌液浓度3个因素对大肠杆菌蛋白破碎率的影响.然后利用响应面试验拟合出大肠杆菌蛋白破碎率的回归方程,优化了高压均质法破碎大肠杆菌的试验条件.结果表明,各因素对大肠杆菌蛋白破碎率影响顺序为均质次数(B)>均质压力(A)>菌液浓度(C).在均质压力140 MPa、均质次数4次、菌液浓...     

响应面法优化紫云英根瘤菌发酵条件

在摇瓶培养条件下,采用响应面法对紫云英根瘤菌的发酵条件进行优化。以单因素试验确定的蔗糖浓度、酵母膏浓度、初始pH值为自变量,以根瘤菌活菌数为响应值,利用Box-Behnken试验设计原理及Design Expert 8.0软件进行回归分析,得到紫云英根瘤菌最佳发酵条件,即蔗糖浓度2.19%,酵母膏浓度0.9%,初始pH值6.89,该条件下,根瘤菌活菌数为20.533亿CFU/mL。通过3次平行试验验证表明,在优化后的发酵条件下根瘤菌活菌数实测值为20.497亿CFU/mL,与预测值相对误差为0.2%,表明模型拟合效果良好。     

响应面法优化绿色木霉H06产孢培养条件

在单因素试验的基础上,采用响应面法(response surface methodology,RSM)对绿色木霉菌H06菌株产孢培养条件进行了优化.首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产孢的3个主要因素:装液量、接种量和培养温度.在此基础上运用最陡爬坡路径法逼近最大响应值区域,最后利用响应面分析法确定主要因子之间的交互作用及最佳条件.结果显示,绿色木霉H06菌株的最佳发酵条件为:转速200 r/min,装液量74.70 mL/250mL,接种量5.83％,pH 7.5,温度29.50℃,培养时间72 h,菌龄48 h.H06菌株最大理论孢子含量为7.64×109个/mL.经3次平行试验验证,实际平均孢子含量与预测孢子含量相近,比之前的孢子含量提高133％.     

响应面法优化发芽苦荞富集γ-氨基丁酸的培养条件

【目的】研究发芽苦荞富集γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的最佳培养条件,为苦荞芽菜的开发利用提供支持。【方法】在谷氨酸钠(Monosodium glutamate,MSG)质量浓度、钙离子(Ca2+)浓度、发芽温度和发芽时间4个单因素试验基础上,采用响应面法对发芽苦荞的培养条件进行优化,建立GABA富集的二次多项式数学模型,并分析模型的有效性与因素间的交互作用。【结果】4个因素对GABA富集的影响大小依次为MSG质量浓度发芽温度发芽时间Ca2+浓度;发芽苦荞富集GABA的最佳培养条件为:MSG浓度6.90mg/mL,发芽温度32℃,发芽时间3.5d,Ca2+浓度5.8mmol/L,在此条件下发芽苦荞GABA含量为(258.77±3.95)μg/g,与预测值259.89μg/g相差较小。【结论】建立的回归模型能够较准确地预测发芽苦荞的GABA富集量。该培养方法稳定性好,GABA富集量高。     

响应面法优化薄膜包衣粉成膜条件

薄膜包衣粉是以羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、滑石粉、二氧化钛为原料,经配料、研磨分散、混合等工序制成.该研究以包衣膜的抗拉强度为评价指标,采用响应面法研究薄膜包衣粉最优成膜条件.结果表明:单因素优水平分别为固型物含量22％、干燥时间4.5h、干燥温度40℃.影响包衣膜成膜条件的主次顺序为:固型物含量>干燥温度>干燥时间;交互项AB、AC、BC影响显著;薄膜包衣粉的最优成膜条件为:固型物含量21.2％、干燥时间4.5h、干燥温度38℃;优化验证结果抗拉强度为436.26MPa.     

响应面法优化葫芦多糖提取条件

【目的】采用响应面法优化葫芦多糖提取工艺,为葫芦多糖的深入研究提供参考依据。【方法】以葫芦为原材料,在单因素试验的基础上,以提取温度、水料比及提取时间为自变量,采用响应面法进行3因素3水平的中心组合试验,分析3个因素及其交互作用对多糖提取率的影响,确定最佳提取工艺条件。【结果】二次元回归方程为:Y=5.54+0.14A+0.43B+0.36C+0.016AB-0.081AC-0.13BC-0.34A2-0.23B2-0.21C2(R2=0.9956;A为提取温度,B为水料比, C为提取时间,Y为葫芦多糖提取率)。葫芦多糖提取率影响因素排序为:水料比>提取时间>提取温度,3个因素及水料比与提取时间的交互作用对多糖提取率影响极显著(P<0.01),提取温度与提取时间的交互作用影响显著(P<0.05)。葫芦多糖最佳提取工艺条件为:提取温度82℃、水料比24∶1(mL/g)、提取时间2.3 h、提取次数2次,在此条件下,多糖提取率可达(5.810±0.240)%,与模型预测值5.820%接近。【结论】通过响应面法优化的葫芦多糖提取工艺模型具有可行性,优化后的工艺条件可提高葫芦多糖提取率。     

响应面法优化蛹虫草液体培养条件

研究了碳氮源种类及其浓度对蛹虫草液体培养的影响,得出葡萄糖和蛋白胨为蛹虫草培养的最佳碳氮源。利用响应面分析法,对葡萄糖浓度、蛋白胨浓度、培养时间3个因素进行优化,得到蛹虫草液体培养的最佳的培养条件为：葡萄糖浓度33.30g/L、蛋白胨浓度12.50g/L、发酵时间为8d,在此条件下菌丝体生物量达到18.05g/L,多糖产量为1.13g/L。     

响应面法优化玉木耳原生质体制备条件

[目的]优化玉木耳原生质体制备条件,获得高质量、高产量的原生质体,为后续玉木耳遗传育种、优良性状筛选和品种改良提供良好的试验材料.[方法]以玉木耳原生质体产量为考察指标,结合单因素试验和响应面优化法,建立原生质体制备回归方程,探究玉木耳原生质体的最佳制备条件.[结果]单因素试验结果表明,玉木耳原生质体制备的适宜条件为:酶解时间3 h、酶解液浓度2.0%、酶解温度35℃.响应面试验结果表明,各因素对原生质体制备影响程度的排序为:酶解温度>酶解时间>酶解液浓度,酶解温度与酶解时间的交互作用对原生质体产量有极显著影响(P<0.01),酶解时间与酶解液浓度的交互作用影响显著(P<0.05).响应面试验优化后,获得玉木耳原生质体的制备条件为:酶解液浓度2.0%、酶解时间3.4 h、酶解温度35℃,此条件下玉木耳原生质体的平均产量为17.5×106 CFU/mL,与理论产量(17.77×106 CFU/mL)偏差小.[结论]利用响应面法可确立玉木耳原生质体制备的最佳条件,获得较理想的原生质体产量.     

响应面法优化大肠埃希菌生产PCV2 Cap蛋白的诱导条件

为提高重组大肠埃希菌发酵生产PCV2Cap蛋白的产量,优化宿主菌的表达条件。在单因素试验基础上,以接种量、诱导时间和诱导温度为自变量,目的蛋白产量为响应值,根据响应面法的Box-Behnken中心组合设计原理,研究各自变量及其交互作用对PCV2Cap蛋白产量的影响,利用Design-Expert软件和响应面分析相结合的方法对诱导条件进行优化。结果表明:发酵的最佳诱导条件为接种量φ=2.21%,诱导时间21.76h,诱导温度18.2℃。在该诱导条件下,摇瓶中获得最高蛋白产量为318.50mg/L,发酵罐获得最高蛋白产量为1 200.00mg/L。采用响应面分析方法能够有效地提高目的蛋白的表达量。     

两株大肠埃希菌生物膜形成及影响因素

为分析不同离子质量浓度变化对大肠杆菌生物膜形成的影响,以分离自犊牛腹泻病中的两株大肠埃希菌为材料,采用试管法和96孔微量板法,在体外进行大肠杆菌生物膜形成及影响因素的研究。结果显示,试验菌(7号,13-2号)均能在试管和96孔板上形成生物膜。同时,根据试验结果绘制出这两株菌在48h、37℃下于M9培养基和进口96孔板的生物膜生长曲线。     

牛乳源大肠杆菌生物被膜形成及抗生素的作用

为研究大肠杆菌生物被膜(Biofilms,BF)对耐药性的影响及抗生素对BF形成的作用,以陕西关中地区乳房炎奶牛的乳样中分离的35株大肠杆菌为研究对象,通过刚果红琼脂和结晶紫染色法测定菌体形成BF的能力;通过药物敏感性试验检测BF形成前后菌体耐药性的变化;用结晶紫染色法结合荧光显微镜观察不同质量浓度抗生素对BF的影响。结果显示,35株大肠杆菌中有19株(54.29%)为BF阳性,以形成强、中膜能力为主(84.21%);大肠杆菌形成BF后使头孢噻呋、链霉素、四环素、环丙沙星、庆大霉素、青霉素的最小抑菌质量浓度及最小杀菌质量浓度分别提高4～16倍和8～64倍;抗生素对BF形成的抑制和清除作用随着药物质量浓度增大而加强,其中环丙沙星、头孢噻呋的效果较好。     

组氨酸激酶基因envZ调控禽致病性大肠埃希菌生物被膜的机制研究

目的 研究双组分系统ompR/envZ中的组氨酸激酶基因envZ对禽致病性大肠埃希菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)生物被膜形成能力的影响,了解该双组分系统在APEC中对生物被膜的调控机制,为探索生物被膜影响禽致病性大埃希菌耐药性的途径提供参考。方法 采用Red同源重组的方法构建envZ基因缺失株,比较野生株和envZ基因缺失株生长特性、生物被膜形成能力的差异。利用转录组学方法分析envZ在转录调控网络中对其生物被膜形成相关基因的调控机制。结果 成功构建envZ基因缺失株AE17ΔenvZ;envZ基因缺失对APEC的生长速度无明显影响,但使APEC生物被膜的成膜能力减弱。与野生株AE17相比,envZ基因缺失株有711个基因发生差异表达,与生物被膜形成相关的基因显著下调。结论 envZ基因除了响应环境渗透压,还参与调控APEC生物被膜的形成。     

pagP基因缺失对禽致病性大肠埃希菌外膜特性的影响

【目的】研究pagP基因缺失对禽致病性大肠埃希菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)外膜特性的影响。【方法】采用最低抑菌浓度(MIC)试验探索pagP基因缺失对菌株生物被膜通透性的影响;通过菌体自聚合试验、外膜疏水性试验以及生物被膜形成条件,分析pagP基因缺失对生物被膜形成能力的影响,并在扫描电镜下观察细菌生物被膜形态。【结果】pagP基因缺失后,菌株MIC降低,菌株的外膜通透性增强且菌体自聚合能力显著增强(P0.01),其中红霉素和氨苄西林的MIC分别为7和20μg/mL,菌株自聚合能力为87.89%;pagP基因缺失对菌株外膜疏水性无显著影响,疏水性仅为5.337%;随着细菌在LB培养基中静置培养时间的延长,生物被膜形成量增多;pagP基因缺失株的生物被膜形成能力高于野生株。【结论】pagP基因缺失可使APEC外膜特性发生改变,生物被膜形成能力增强。     

大肠杆菌多重耐药株与敏感株蛋白质组差异分析

【目的】研究临床分离的大肠杆菌多重耐药株(R)与大肠杆菌标准株ATCC 25922(S)蛋白质差异表达情况,为进一步研究大肠杆菌耐药机理奠定基础。【方法】采用串联质谱标签(tandem mass tag,TMT)法结合平行反应监测(parallel reaction monitoring,PRM)技术,对大肠杆菌R和S株的全菌体蛋白进行定量蛋白质组学研究,筛选大肠杆菌多重耐药株(S)与敏感株(R)之间的差异表达蛋白,并对其生物信息学进行分析。【结果】共筛选出300个差异表达蛋白(Fold change≥1.3,P0.05),其中上调167个,下调133个,涉及的耐药相关通路主要包括细菌趋药性、ABC转运蛋白、β-内酰胺抗性等;PRM成功定量到13个差异蛋白,且PRM验证结果与TMT定量结果一致。【结论】筛选出多个与大肠杆菌耐药性相关的差异表达蛋白和通路。     

棉花黄萎病生防芽孢杆菌S12产芽孢培养基的响应面优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)S12是分离自新疆棉田根际土壤的一株广谱抑菌菌株,尤其对棉花黄萎病大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)孢子萌发和菌丝生长具有较强的抑制作用。为了提高菌株S12发酵液中芽孢产量,对其发酵培养基组分及配比进行优化。首先通过单因素试验分别分析6种不同碳源、氮源和无机盐对菌株S12芽孢产量的影响,随后采用Plackett-Burman试验设计确定影响芽孢产量的主要因子,并利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法优化确定主要影响因子的最佳配比。最终获得菌株S12产芽孢培养基的优化配比组合为:玉米粉1.30%、大豆蛋白胨1.51%、CaCO30.08%、NaH2PO4·2H2O0.2%、Na2HPO4·2H2O 0.4%。优化后芽孢产量达到7.46×108 mL-1,与初始培养基相比提高了387.58%。可见,通过优化培养基组分,提高发酵液中芽孢产量,降低生产原料成本,为其进一步生防菌剂的工业化生产奠定基础。     

hipA对禽致病性大肠杆菌生物学特性和致病性的影响

【目的】探究毒素-抗毒素（TA）系统中毒素基因hipA对禽致病性大肠杆菌（APEC）生物学特性和致病性的影响,为深入研究TA系统和APEC的致病机制提供理论依据。【方法】利用Red同源重组方法,构建禽致病性大肠杆菌野生株AE81的hipA基因缺失株AE81ΔhipA及回复株C-AE81ΔhipA,测定其生长曲线、运动性、环境耐受能力、细胞黏附能力,并采用实时荧光定量PCR检测环境耐受相关基因（hdeA、hdeB）、黏附相关基因（fimF、fimH）、毒力相关基因（hcp、ompR、ompC）的转录水平,探究毒素蛋白hipA对APEC的生物学功能及致病性的影响。【结果】成功构建hipA基因的缺失株和回复株。野生株AE81、缺失株AE81ΔhipA和回复株C-AE81ΔhipA的生长情况无明显差异。与野生株AE81相比,hipA基因缺失株AE81ΔhipA的运动能力降低,对酸性、碱性、高渗和氧化应激环境的耐受能力减弱,鞭毛和菌毛的数量和长度明显减小,对鸡胚成纤维细胞（DF-1）的黏附能力极显著减弱（P＜0.01）,回复株C-AE81ΔhipA各指标基本恢复到野生株水平。实时荧光定量PCR结果显示,与野生株AE81相比,AE81ΔhipA菌株的hdeA、hdeB、fimF、ompR、ompC基因转录水平显著降低（P＜0.05）,hcp基因转录水平差异不显著,但fimH转录水平显著升高（P＜0.05）。【结论】TA系统毒素蛋白hipA影响APEC的运动性、环境耐受能力和对细胞的黏附能力,参与APEC的致病过程。     

沙门菌、巴氏杆菌和大肠埃希菌多重PCR检测方法的建立

旨在建立一种可以应用于临床样本同时检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌感染的多重PCR方法。根据NCBI上已收录的沙门菌hut基因、多杀性巴氏杆菌 kmt1基因和大肠埃希菌23SrRNA基因的全基因序列,设计并合成3对特异性引物,通过优化多重PCR反应条件,建立能够同时检测3种细菌混合感染的多重PCR诊断方法。特异性分析表明,应用该方法可以从沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌以及3种细菌的混合物中扩增出3条大小分别为286 bp、457 bp和652 bp的特异性条带,其他对照组检测结果均为阴性;敏感性分析表明,该方法对沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的最低检出量分别为1.77×10　、1.99×10　、2.01×10　 CFU/mL;人工模拟感染样本检测表明,该方法能从混合感染的病料中检测出3种病原菌。可见：所建立的多重PCR方法具有特异性强,敏感度高,稳定性好的特点,可以有效检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的混合感染。     

河南地区猪源性大肠杆菌耐药性及耐药基因型分析

【目的】掌握河南地区猪源性大肠杆菌的耐药情况及不同的耐药基因类型,为临床防治用药提供依据。【方法】以从河南地区规模化猪场中分离鉴定的23株大肠杆菌为研究对象,选用21种抗生素药物对大肠杆菌耐药性进行分析,用PCR方法对耐药质粒DNA进行扩增,并对氨基糖苷类(aac(3)-Ⅳ、aph(3′)-Ⅱ)、四环素类(tetD、tetB)、β-内酰胺类(TEM、SHV)、大环内酯类(ermB、ermC)等4类耐药基因型进行检测。【结果】23株致病性大肠杆菌对抗生素类药物均有不同程度的耐药性,其中对青霉素、红霉素、四环素、卡那霉素、多西环素、氟哌酸、氨苄西林等7种抗生素的耐药性较强,耐药率分别为100.0%,91.3%,86.9%,78.2%,78.2%,73.9%和73.9%,且均在70%以上。23株大肠杆菌检出的耐药基因包括氨基糖苷类aac(3)-Ⅳ和aph(3′)-Ⅱ、四环素类tetD和tetB及β-内酰胺类SHV、大环内酯类ermC等6个基因型,其与GenBank数据库中相关序列的同源性均在97%以上,未检出TEM和ermB。【结论】河南地区大肠杆菌耐药基因类型多而复杂,耐药性严重并存在多重耐药性。