多杀菌素种子培养基及发酵培养基的优化

目的 以刺糖多孢菌CB11为试验菌株,以发酵培养基菌体浓度和多杀菌素产量为指标,通过单因素实验和正交试验对多杀菌素发酵的种子培养基的碳氮源成分进行优化,在此基础上通过响应面分析试验优化发酵培养基,找出最显著因素并确定其最佳值.方法 种子培养基碳氮源成分单因素实验和正交试验,发酵培养基响应面试验.结果 得到最优种子培养基配方为:葡萄糖10g/L,甘油5g/L,TSB25g/L,玉米浆10g/L,棉籽蛋白25g/L.在此培养基上生长的种子接入发酵培养基中所获得的多杀菌素产量达到411.26mg/L,较优化前水平(220.30mg/L)提高了86.68％.在此基础上,通过响应面分析试验优化了发酵培养基,得到对多杀菌素生产影响最显著的三个因素及最佳含最分别为葡萄糖66.6g/L、玉米浆14.6g/L、K2HPO4 2.5g/L,经验证获得的多杀菌素产量为544.60 g/L,较优化前产量提高了24.48％.结论 通过对多杀菌素发酵摇瓶种子培养基及发酵培养基的优化,找出了影响多杀菌素发酵的最显著因子及其最适含量,利用优化后的培养基发酵多杀菌素产量提高了86.68％,取得了较好的效果.     

通过两种糖多孢菌属菌株原生质体融合提高多杀菌素产量研究

多杀菌素是由放线菌刺糖多孢菌产生的一种新型绿色环保杀虫剂，兼具化学农药的高效性与生物农药的安全性。本研究通过将红色糖多孢菌和刺糖多孢菌两种菌株做原生质体融合探究来得到高产多杀菌素的菌株。首先构建了不产红霉素的红色糖多孢菌工程菌株，然后将其与刺糖多孢菌做原生质体融合，经加有抗生素平板培养基及发酵液HPLC分析筛选，得到了产多杀菌素的4株融合菌株。基于4株融合菌株多杀菌素产量都不及起始菌株高，接着采用不加抗生素直接筛选的方法，成功筛选到若干高产多杀菌素的融合菌株，其中菌株B-2多杀菌素产量提高最为明显，较原始菌株增加了331%，并用质谱分析做了进一步的验证。融合菌株B-2后续传代培养多杀菌素产量稳定，表明遗传稳定性较好。本文对红色糖多孢菌和刺糖多孢菌原生质体融合进行了探究并且成功提高了多杀菌素的产量，这为具有优良发酵特性的红色糖多孢菌和刺糖多孢菌融合菌株的构建提供了重要基础。     

刺糖多孢菌高产菌株转录组及其多杀菌素合成代谢调控研究

摘要：目的 通过对高产多杀菌素的刺糖多孢菌进行转录组分析，挖掘多杀菌素合成相关代谢通路的差异基因，并在此基 础上结合发酵优化进一步提高多杀菌素产量。方法 利用RNA-seq技术对高产株SS-168及低产野生菌株SS-WT进行比较转录组 分析，通过荧光定量PCR验证差异基因表达，再通过发酵培养基优化考察高产菌株的发酵水平。结果 转录组分析表明，与低 产菌株相比高产株中有1341个差异表达基因，GO注释表明DEGs主要参与氧化还原生物过程和脂质代谢及辅因子结合和辅酶结 合，主要分布在甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢、脂肪酸降解等通路。荧光定量PCR结果与转录组数据一致性达到100%。采用分别 含有不同浓度的甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸的发酵培养进行筛选，多杀菌素发酵水平显著提高。结论 本研究通过新颖的转录组学 方法获得了刺糖多孢菌高产菌株的差异基因，并对其高产机制和发酵优化进行了初步分析，为改良刺糖多孢菌菌株和优化发酵 工艺提供重要的理论基础和参考依据。     

利用山茶油提高刺糖多孢菌AEG3-1发酵多杀菌素生产

目的 以诱变菌株Saccharopolyspora spinosa AEG3-1为试验株,研究山茶油对该菌株发酵生产多杀菌素的影响。方法 首先单因素实验筛选到最佳植物油脂,再利用响应面实验设计对发酵培养基中最佳植物油脂、葡萄糖、糊精、棉籽蛋白4种成分进行优化,最后在5L罐进行验证。结果 最佳植物油脂是山茶油,在0h添加15.0g/L效果最好。在此基础上,获得优化发酵培养基(g/L)：山茶油15.1、葡萄糖51.6、糊精19.73、棉籽蛋白21.8,其产量达318.25mg/L,提高了55.61%。在5L罐中,利用优化培养基,分批和补料发酵产量分别达到361.97和512.36mg/L。结论 通过添加山茶油,诱变株的多杀菌素产量显著提高,说明该生产工艺确实可行,可为多杀菌素大规模生产提供可靠的依据。     

遗传改造刺糖多孢菌菌株生产多杀菌素 J 和 L

目的 发展刺糖多孢菌遗传操作体系，构建生产多杀菌素 J 和 L 遗传重组菌株。方法 由于刺糖多孢菌是公认的难 操作放线菌之一，本文通过 λ-Red 和 FLP 重组酶介导的体内重组体系结合黏粒文库，发展了刺糖多孢菌的高效基因操作体系。 结果 利用该方法实现目标基因高效敲除，测试基因敲除效率可达 66%。利用该技术构建了 SpnK 失活的刺糖多孢菌突变菌株， HPLC-MS 和 NMR 分析显示突变株产生的新化合物为多杀菌素 J 和 L，且产量与出发菌株产生的多杀菌素 A 和 D 相当。结论 该策略可用于刺糖多孢菌的遗传改造，可将多杀菌素高产菌株改造后直接生产多杀菌素 J 和 L。     

产多杀菌素刺糖多孢菌的诱变选育

目的 采用甲基磺酸乙酯(EMS)、核糖体工程育种和常压室温等离子体(ARTP)方法处理产多杀菌素刺糖多孢菌 (Saccharopolyspora spinosa) SIIA-1802,采用含蛋氨酸培养基筛选得到高产菌株。方法 首轮采用EMS诱变;第二轮采用链霉 素抗性育种;第三轮采用ARTP诱变育种进一步巩固育种成效;采用对照和添加蛋氨酸的发酵培养基考察突变菌株的发酵水 平。结果 出发株刺糖多孢菌SIIA-1802经过EMS诱变、链霉素抗性筛选和ARTP诱变得到的突变株ESA-611,发酵水平提高了 671.8%,采用含有蛋氨酸的发酵培养基进行筛选,发酵水平进一步提高了57.6%。在ARTP诱变过程中,筛选到一株多杀菌素A 显著下降,但产生较高水平多杀菌素J的菌株ESA-598。结论 本方法简单经济,突变效率高,能够快速获得传代稳定的多杀菌 素高产突变株。另外,通过诱变拓宽了代谢产物谱,得到了具有更高潜在价值的组分。     

多杀菌素产生菌复合诱变选育及发酵培养基优化

目的 利用诱变结合抗性筛选方法选育多杀菌素高产菌株,并通过发酵培养基优化进一步提高多杀菌素产量。方法 分别确定链霉素、安普霉素和鼠李糖3种抗性的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC),然后以S.s1-4为出发菌株,通过紫外(UV)结合链霉素、安普霉素、鼠李糖抗性因子诱变选育,在此基础上利用亚硝基胍(NTG)结合上述抗性因子诱变选育,并利用响应面实验设计对发酵培养基中葡萄糖、糊精、棉籽蛋白3种成分进行优化。结果 出发菌株经过紫外照射30s,涂布于抗性平板上,筛选得到S.s2-21,S.s2-21再用NTG处理30min,涂布于抗性平板上,最终获得1株遗传性状稳定的菌株S.s3-37,产量为78.26mg/L,提高了45.71%;发酵培养基优化后,其产量达83.00mg/L。结论 利用紫外和NTG结合抗性复合诱变选育获得多杀菌素高产菌株是有效的,通过发酵培养基优化,其产量较出发菌株提高了54.55%,获得良好的效果。     

多杀菌素产生菌的高通量诱变选育

目的 利用高通量筛选方法进行刺糖多孢菌诱变选育获得多杀菌素高产菌株.方法 以ASAGF73为出发菌株,通过亚硝基胍(NTG)诱变,并利用96孔板发酵培养结合快速生物测定进行高通量筛选.结果 诱变剂量为2mg/mL,诱变时间50min时突变株多杀菌素产量有较大幅度提高.通过3轮复筛验证最终获得8株产量分别比出发菌株提高了43.94％、33.76％、29.41％、28.61％、27.40％、26.42％、25.59％和20.40％的突变株.结论 利用高通量筛选方法可以快速获得多杀菌素高产菌株.     

刺糖多孢菌原生质体制备与再生条件优化

目的研究多杀菌素产生菌刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)原生质体制备与再生的最佳条件。方法利用数理统计的方法研究了不同制备培养基、菌龄、甘氨酸浓度、溶菌酶处理条件以及再生培养基对原生质体制备和再生的影响,并考察了原生质体的适宜保藏温度。结果菌体在添加0.3%甘氨酸的EHC培养基中培养72h,用2mg/mL溶菌酶32℃酶解40min后,涂布在再生培养基R6上再生,原生质体制备率超过99%,再生数可达到107cfu/mL。刺糖多孢菌原生质体可置于4℃短期保存72h,长期保存需要放置于-80℃条件下。结论优化的结果为刺糖多孢菌原生质体融合育种和遗传转化体系建立奠定了基础。     

响应面法优化红霉素发酵培养基

采用响应面法对红色糖多孢菌产红霉素发酵培养基进行优化.用Minimum Run Equireolicated Res Ⅳ设计对初始发酵培养基添加的6个影响因素的效应进行评价,选择有显著影响的4个因素,即硫酸镁、甜菜碱、硫酸铜和氯化钴.再用最陡爬坡实验为中心组合实验确定最大响应区间,最后经过响应面分析得到最优化结果,硫酸镁0.106%(w/v),甜菜碱0.0185%(w/v),硫酸铜0.106mmol/L,氯化钴0.0003%(w/v).优化后红霉素生物效价比优化前提高了30%.