利用多功能等离子体诱变系统快速诱变选育γ-氨基丁酸高产菌株

为建立一种快速便捷的产γ-氨基丁酸(GABA)高产菌株的诱变选育方法,以产GABA的短乳杆菌(Lactobacillus brevis)TCCC 13007为出发菌株,采用多功能等离子体诱变系统(MPMS)对其进行诱变育种。最佳诱变条件为氮气流量10 L/min、照射间距3 mm、120 W功率条件下处理90 s,致死率>90%。将诱变后的菌悬液涂布到CaCO_3筛选平板上,以CaCO_3透明圈与菌落直径比值为依据,建立了平板-96深孔板-摇瓶的快速筛选体系。最终通过摇瓶复筛,选育得到了一株GABA产量明显提高的突变株L8,GABA产量达到(66.59±0.58)g/L,较出发菌株提高了11.41%。10次连续传代与摇瓶发酵实验表明,突变株L8的发酵性能和遗传稳定性良好。

多功能等离子体沉积系统

本项目是针对新近发展的领域如纲米材料等所需相关等离子体沉积系统装备进行开发及产业化而提出的。项目产品主要有磁控溅射阴极等，可用于半导体制造及特种工艺等非常广泛的领域。项目所开发的磁控等离子体薄膜制备设备目前已通过前期的研究和产业化小试生产，拥有这方面的核心技术与知识产权，将摆脱新型发光器件和太阳能电池等相关的核心技术依赖国外引进的现状。

常压室温等离子体-紫外复合诱变选育新硫肽类抗生素166A高产菌株

目的通过对新硫肽类抗生素166A产生菌小单孢菌TMD166进行诱变选育研究,以期获得产166A的高产菌株。方法使用多功能等离子体诱变系统(multifunctional plasma mutagenesis system,MPMS)对出发菌株TMD166的孢子进行等离子体-紫外(MPMS-UV)复合诱变,单孢子悬液经照射处理、涂布培养后获得单菌落,并以牛津杯固体发酵高通量筛选方法对菌株进行初筛,之后对高产菌株进行摇瓶复筛,利用突变株摇瓶发酵的化学效价筛选出正突变菌株。结果对比MPMS-UV不同诱变剂量发现,MPMS105s-UV60s复合诱变剂量获得的正突变率最高,达到41.43%,相应致死率为99.88%。最终筛选出一株166A高产突变株TMD166-MU1,在培养温度为28℃、210 r/min的条件下,经过96~120 h培养后,166A产量相比出发菌株提高了7.47倍。结论采用MPMS-UV复合诱变方式,再结合牛津杯固体发酵高通量筛选方法和摇瓶复筛,可高效筛选获得166A高产菌株。

紫外线等离子体复合诱变解淀粉芽孢杆菌提高NAG产量

为提高解淀粉芽孢杆菌产N-乙酰-D-氨基葡萄糖(N-acetyl-D-glucosamine,NAG)的能力,以实验室保藏的解淀粉芽孢杆菌BI_2(B.amyloliquefaciens BI_2)为出发菌株,选用等离子体和紫外双重复合诱变,在等离子体处理15 s和紫外处理15 s的复合诱变条件下,经葡萄糖筛选平板初筛以及摇瓶发酵复筛,筛选出一株遗传稳定的突变株BH-3-2,NAG产量可达1.23 g/L,较出发菌株提高4.1倍。比较等离子体、紫外单独诱变以及复合诱变效果,结果显示复合诱变正突变率最高,达到28%,是等离子体单独诱变的1.86倍,是紫外单独诱变的2.8倍,较单因素诱变正突变率提高明显,可以作为一种高效的诱变手段。

常压室温等离子体诱变与微生物液滴培养系统联用筛选L-组氨酸产生菌

利用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术,对野生型谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC 14067诱变处理。通过全自动高通量微生物液滴培养系统(MMC)和平板选育组氨酸结构类似物的抗性突变株。使用48孔板发酵初筛及摇瓶发酵复筛,最终从耐受3-氨基-1,2,4-三氮唑10 g/L和D-组氨酸8 g/L的抗性突变株中筛选得到菌株Cg-F4,其L-组氨酸产量为(0.561±0.016)g/L,并且经过7次连续传代实验验证了该菌株稳定性良好。

新型常压室温等离子体-紫外复合诱变选育埃莎霉素Ⅰ高产菌株

目的通过对埃莎霉素Ⅰ产生菌WSJ-IA进行诱变选育研究,以期获得埃莎霉素Ⅰ高产菌株。方法使用多功能等离子体诱变系统(multifunctional plasma mutagenesis system,MPMS)对出发菌株的孢子进行等离子体和紫外复合诱变,设定不同的诱变时间处理孢子悬液,通过致死率确定合适的诱变条件,利用突变株摇瓶发酵效价筛选出正突变菌株。结果在MPMS射频功率为100W,处理距离5mm,气体流量12.5SLM,等离子体-紫外辐射时间为50s时,菌株致死率为96.08%。在此诱变条件下,以突变株的初筛效价为指标的突变率、正突变率分别达到63.96%和22.52%,复筛效价是出发菌株1.5倍以上的有5株,占复筛菌株的9%。最终筛选出一株发酵单位比出发菌株提高221%、埃莎霉素Ⅰ组分含量提高192%的正突变株IA-425。42L自动发酵罐发酵结果表明,该菌株埃莎霉素Ⅰ产量达到(2000±200)μg/m L左右。结论新型等离子体复合紫外诱变方式,可有效提高菌株的埃莎霉素Ⅰ发酵产量和组分含量。这为埃莎霉素Ⅰ的大规模发酵和临床前研究奠定了良好基础。

常压室温等离子体诱变选育高产四甲基吡嗪地衣芽孢杆菌

地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)可以利用葡萄发酵产生四甲基吡嗪,四甲基吡嗪广泛应用于食品、临床和其他领域。该文以地衣芽孢杆菌BL1为出发菌株,采用常压室温等离子体诱变系统进行诱变,根据脱脂奶粉平板初筛、摇瓶发酵复筛,连续传代培养后得到遗传稳定的四甲基吡嗪产量较高的突变株BT12,该菌株摇瓶发酵生产四甲基吡嗪的最大产量为43.16 g/L,相比出发菌株的37.89 g/L的提高了13.91%。

常压室温等离子体诱变选育高产TTMP菌株

从新疆伊犁肖尔布拉克酒厂生产的酱香型高温大曲中筛选得1株能代谢四甲基吡嗪(TTMP)的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)R19,以该菌株为出发菌株,采用常压室温等离子体诱变系统(ARTP)进行诱变,根据脱脂奶粉平板初筛、摇瓶发酵复筛,连续传代培养后得到遗传稳定的TTMP产量较高的突变株T451,该菌株摇瓶发酵生产TTMP的产量为1.19 g/L,约为出发菌株产量的4.45倍。

紫外线等离子体复合诱变赤红球菌提高红色素产量

为提高赤红球菌产红色素的能力,以实验室保藏的赤红球菌(Rhodococcus ruber YM-2)为出发菌株,采用等离子体单独诱变、等离子体连续诱变、紫外线单独诱变、紫外线等离子体复合诱变等方法,最终在等离子体连续诱变处理分别45、30 s时,经筛选得到一株遗传稳定的突变株A_2,红色素粗品产量达到1.12 g/L,相比于出发菌株提高了30.32%。同时发现等离子连续诱变比等离子体、紫外线单独诱变,或紫外线和等离子复合诱变的正突变率高,达到39.40%,等离子体连续诱变可作为一种高效的诱变手段。

我国首台多功能空间摩擦学实验系统研制成功

近期，中国科学院科研装备研制项目“空间摩擦学研究系统的研制”在中科院兰州化学物理研究所通过了验收评审。验收专家组认为，该项目研制出了具备超高真空、交变温度和辐照（包括原子氧、紫外光、等离子体、质子和电子等）环境以及球盘摩擦试验功能的空间摩擦学实验系统，达到了规定的各项技术指标，完成了预定的研制目标。

常压室温等离子体快速诱变筛选高产纤维素酶生产菌株

以解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens strain)JC-1为出发菌株,采用常压室温等离子体诱变系统(Atmospheric and room temperature plasma,ARTP)进行诱变,根据刚果红透明圈大小以及96孔板高通量筛选法筛选出产纤维素酶活力高的突变菌株。选育出一株遗传稳定性良好的突变菌株,命名为T-16菌株。结果表明:该菌株产纤维素酶活力达到1.759 U/m L,比出发菌株提高了41.8%。对突变菌株T-16进行发酵特性研究,发现突变菌株T-16比出发菌株产酶时间提前了8 h。

新型复合诱变法筛选高产1,3-丙二醇菌株

为提高肺炎克雷伯氏菌生产1,3-丙二醇的能力,使用一种新型的以氮气为工作气体的等离子体复合紫外的诱变系统(MPMS-UV)对菌种进行诱变。用含有90 g/L^100 g/L 1,3-丙二醇的选择培养基进行筛选驯化,最终获得一株高产PDO且甘油利用率高的优良菌株k2。2 L批式流加发酵结果表明,该菌株PDO产量为69.71 g/L,摩尔产率为0.57 mol/mol,比原始菌株分别提高了44.7%和21%。

基于MPMS方法的黑木耳优良菌株选育

为获得高产优质的黑木耳菌株,以黑木耳(Auricularia auricula)菌株Aa66为出发菌株,采用多功能等离子体诱变系统(multifunction plasma mutagenesis system,MPMS)进行诱变育种实验,共获得315株诱变菌株.通过初筛拮抗实验及复筛对菌株长速长势、酶活及生物学效率的测定,共得到8株优良诱变菌株,且使用简单重复序列区间扩增多态性分子标记技术(inter-simple sequence repeat,ISSR)在分子水平上确定其均与出发菌株Aa66有明显差异,其中优良诱变菌株Y9生长速度最快,为4.98 mm/d,较出发菌株Aa66提高0.54 mm/d,生物学效率为115.34%,较出发菌株Aa66提高8.43%,表明MPMS可以作为一种选育优良黑木耳菌株的新方法.