常压室温等离子诱变筛选高产酯酶的菠萝蜜果酒酿酒酵母

该研究的目的是选育1株高产酯酶的酿酒酵母,通过增加菠萝蜜酒中酯类的含量提高菠萝蜜酒的香气质量。以菠萝蜜果浆自然发酵液中分离获得的1株产酯酶酿酒酵母CS31为出发菌株,利用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)进行诱变育种,通过酒精耐受性实验、杜氏小管产气实验及菠萝蜜果酒发酵性能实验进行初筛,检测菌株对不同碳链长度底物(C2、C4和C6)的酯酶活性进行复筛,选育出1株能顺利完成果酒发酵的高产酯酶突变菌株YB93。随后,通过比较突变菌株YB93和出发菌株发酵菠萝蜜果酒的香气成分,进一步验证该突变菌株的产香能力。结果表明,突变菌株YB93的酯酶(C2~C6)比活力均明显高于出发菌株CS31,其中YB93的最大的酯酶(C2)比活力(952.67 U/g)比CS31(764.32 U/g)高出24.64%。相对于出发菌株,经突变菌株YB93发酵的酒样总挥发性物质提高了34.28%,酯类物质提高了60.67%,有效地提升了果酒中果香和花香类化合物的含量,明显增强了菠萝蜜果酒的香气品质。此外,突变菌株YB93经鉴定为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),且5次连续传代性能稳定,具有应用于果酒发酵的潜力。

常压室温等离子诱变与微生物微滴培养选育几丁质脱乙酰基酶高产菌株

该研究将室温等离子(ARTP)诱变与微生物微滴培养(MMC)技术应用于几丁质脱乙酰基酶(CDA)高产菌株的诱变选育,构建高产CDA菌株的诱变及高通量筛选方法。结果表明,经过4轮的ARTP诱变及MMC筛选,从200个不同的液滴中共筛选出5个发酵产酶明显提升的液滴,并通过进一步的平板筛选、24-深孔板复筛,获得了17株产酶提高300%以上的诱变菌株。通过对比分析17株高产菌株产CDA的能力,确定了1株最佳CDA高产菌株B4,其CDA最大产量比出发菌株提高了3.15倍,发酵产酶总量达到419.11 U/mL,为原始菌种的3.90倍。该研究为CDA高产菌株的诱变选育及高通量筛选提供了借鉴。

常压室温等离子诱变选育β-环糊精葡萄糖基转移酶高产菌株及发酵工艺研究

目的以嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)为出发菌株,利用常压室温等离子体快速诱变技术筛选β-环糊精葡萄糖基转移酶高产菌株,并对其发酵工艺进行优化。方法采用平板菌落透明圈大小结合摇瓶发酵酶活测定进行菌株筛选和发酵工艺优化。结果筛选出一株遗传稳定性好的β-环糊精葡萄糖基转移酶高产突变株HX188,在5 m^3发酵罐装料系数为55%的条件下,经连续6代发酵生产试验,发酵周期平均为40 h,产酶水平可稳定在6302 U/m L左右,较出发菌株2803 U/m L提高了124.8%;其最佳发酵工艺条件为:玉米淀粉2%,豆粕粉5%,pH 8.7,温度37℃,溶氧水平为20%,适时流加玉米淀粉、氮源和乳糖可提高菌体浓度及β-环糊精葡萄糖基转移酶酶活力。结论筛选出的突变株HX188遗传稳定性好,产酶能力强,能够满足工业化生产的需要。

常压室温等离子诱变选育L-天冬酰胺酶高产重组菌

以Bacillus subtilis WB600为宿主,构建了能分泌表达L-ASNase的重组菌,并通过常压室温等离子体诱变进一步提高了重组菌的产酶量。重组Bacillus subtilis WB600(p MA5-wap Aans Z)发酵30 h,胞外酶活达到37.2 U/m L,表明L-ASNase在信号肽wap A介导下能分泌至胞外。在功率120 W、气流量10 L/min、诱变时间40 s的诱变操作条件下,对重组菌进行了等离子体诱变。突变株的酶活最高达48.4 U/m L,较诱变前提高30%。上述结果表明,常压室温等离子体诱变能有效提高重组菌产L-ASNase的酶活.研究结果为L-ASNase的工业化生产提供了高效的生产菌株。

常压室温等离子体诱变选育耐盐产香酵母菌株

利用常压室温等离子体(ARTP)技术对鲁氏酵母进行诱变,确定40 s为诱变的最佳时间,此条件下菌株的致死率为98.9%。以耐盐性为指标对诱变后的菌株进行初步筛选,获得一株耐盐性较强的正突变菌株S3-26。将出发菌株及筛选菌株S3-26分别添加到18%盐度的酱醪汁培养基中培养,发酵后进行挥发性风味成分对比分析。研究结果表明,出发菌株S组检出59种风味物质,突变菌株S3-26组检出63种,提高了6.78%。添加S3-26发酵的酱醪汁中醇类、醛类、酸类、酚类、酮类、呋喃类、吡嗪类和总风味物质含量均高于S组,其中醇类含量提高了28.50%,酚类含量提高了80.33%。OAV分析结果表明,S3-26组的典型风味物质含量高于S组,其中苯乙醛提高了45.91%,愈创木酚提高了47.59%,赋予了酱油花香和烟熏香,明显增强了酱油的香气品质。此外,经10次连续传代测试,突变菌株S3-26具有良好的稳定性,综合结果表明选育菌株S3-26具有应用于酱油发酵的潜力。

利用常压室温等离子体诱变选育工厂化金针菇新菌株

为确定金针菇常压室温等离子体处理的诱变致死率,创制工厂化金针菇新种质,本研究以上研1号菌株作为亲本,收集其孢子进行常压室温等离子体诱变后,采用多孢自交技术获得新菌株,再经工厂化小试初筛和中试复筛,最终获得新种质。结果表明,从108个突变自交菌株中获得出芽快且整齐、产量高、商品性状优良(菌盖厚实、菌柄较粗)的金针菇新品种上研A130,该品种为白色,菌盖呈球形、内扣,菌柄基部绒毛少,子实体干品中必需氨基酸总含量为2.57×10^(4)mg·kg^(-1)。工厂化栽培条件下,菌丝培养温度为20℃,子实体生长发育温度为4~18℃,瓶栽菌丝培养周期为22 d,子实体生育时间为26 d,平均单瓶产量为每瓶456.41 g。本研究结合新型诱变技术和传统选育方法,提高了亲本的突变率,为筛选具有目标性状的工厂化金针菇新菌株提供了数据支撑,对金针菇产业持续发展具有实践价值。

常压室温等离子体诱变与微生物微液滴培养选育谷胱甘肽高产菌株

为提升野生毕赤酵母菌株BY-1产谷胱甘肽的能力,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变技术得到诱变菌株BY-1-26。进一步在摇瓶培养过程中添加1,2,4-三氮唑,提高诱变菌株产量。最后将1,2,4-三氮唑作为筛选因子,利用微生物微液滴培养(microbial microdroplet culture system,MMC)仪对诱变菌株进行适应性进化,获得了1株高产谷胱甘肽的突变株BY-2-24,并对其遗传稳定性进行研究。结果表明:出发菌株BY-1经过ARTP诱变处理、抗性梯度平板初筛、MMC适应性进化、摇瓶复筛等,可以选育高产谷胱甘肽突变株。突变株BY-2-24摇瓶产量达(312.13±2.62)mg/L,较出发菌株提高134.26%,且经过7次传代培养,仍然具有较好的遗传稳定性。同时,生物量提高118.33%,表明诱变菌株的生长能力得到提高。研究表明,ARTP与MMC联合应用作为一种简便高效的微生物诱变方式,可用于定向诱变筛选高性能微生物菌株,为高通量选育目标菌株提供了参考。

常压室温等离子体诱变选育黄原胶生产菌

以野油菜黄单胞菌为出发菌株,进行常压室温等离子体(ARTP)诱变,筛选产黄原胶的优良菌株。研究结果表明:以菌落直径为初筛指标,共获得5株诱变菌株;进一步以黄原胶产量和黏度为复筛指标,获得1株优良菌株X20。其黄原胶产量与黏度分别为3.52 g/L和77.30 mPa·s,比出发菌株分别提高77.78%和40.03%。经过10次传代培养,诱变菌X20具有较好的遗传稳定性。不同环境因子都会影响X20的发酵性能。以谷氨酸为氮源时,黄原胶产量及黏度均最高,分别为7.30 g/L和495.50 mPa·s,比出发菌分别提高43.27%和22.29%。高质量浓度谷氨酸(大于1 g/L)会显著抑制出发菌株和X20的发酵液黏度,4 g/L谷氨酸使其黏度分别降低至21.8 mPa·s和25.93 mPa·s。不同初始pH条件下X20的黄原胶黏度均高于出发菌株,且X20更适应pH 6.5的发酵环境,黏度可达546.5 mPa·s。随着盐度增加,诱变菌株的黄原胶产量增加、黏度下降,且都高于出发菌株。当盐度为8 g/L时,X20的黄原胶产量和黏度分别为12.19 g/L和331.23 mPa·s,比出发菌株分别高23.05%和109%。X20的发酵液黏度在不同温度(20℃~80℃)及高矿化度(28.90 g/L)条件下均保持稳定,且始终优于出发菌株,具有一定的工业应用潜力。

常压室温等离子体快速诱变选育丙酮酸高产菌株

本研究以产丙酮酸的光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)Tp19为出发菌株,采用常压室温等离子诱变系统(ARTP)进行诱变,根据CaCO3筛选平板透明圈与菌落直径比以及100孔板产酸量快速筛选丙酮酸高产突变株。最后通过摇瓶发酵复筛,选育出一株遗传稳定的突变株A214,丙酮酸产量达到37.43g/L,比出发菌株提高了13.69%。

常压室温等离子体诱变(ARTP)及高通量筛选高产蛋白酶米曲霉的初探

为提高酱油发酵菌种米曲霉的蛋白酶活力,采用实验室保藏菌种H0米曲霉为诱变出发菌株,对H0菌株进行常压室温等离子体诱变(ARTP),诱变条件:功率120 W;气流量10L/min;10个时间梯度处理。结果表明:当诱变时间为140s时,致死率接近90%,此时为最佳诱变时间。利用大豆球蛋白作为选择培养基关键因子进行初筛和96孔板高通量复筛,选出3株高蛋白酶活力菌株H5,H12,H15,并且经过福林酚法验证。最终筛选出米曲霉菌株H15具有高蛋白酶活力:酸性、中性、碱性蛋白酶活力分别为192.35,1816.31,3774.82U/g,比出发菌株H0分别提高17.49%,19.08%,10.66%。

常压室温等离子体诱变对螺旋藻中氨基酸成分的影响

旨在了解常压室温等离子体诱变处理对螺旋藻氨基酸含量及营养价值的影响。以TJF1为出发藻株,多功能等离子体诱变仪对藻株进行诱变处理,日立L-8900氨基酸自动分析仪测定其氨基酸组成和含量,利用模糊识别法和氨基酸比值系数法对突变体与出发藻株的氨基酸营养价值进行评价。结果表明:与出发藻株相比,15个突变株中的17种氨基酸含量均高于出发藻株,总氨基酸含量差异显著;突变株的氨基酸含量分布与出发藻株保持一致;总必需氨基酸与总氨基酸含量比值(E/T)维持在0.43~0.45,没有明显变化;2种营养价值评价结果表明,等离子体诱变没有降低氨基酸营养价值;突变株10的总氨基酸含量最高,比出发藻株高出53.52%,可以作为高产蛋白优势藻株。

常压室温等离子体诱变选育耐酸酿酒酵母菌株

利用常压室温等离子体(ARTP)诱变方法对实验室保藏的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)SC-62进行诱变,通过试验确定最佳诱变条件为处理时长80 s,此条件下菌株SC-62致死率84%。将诱变获得的菌株进行初筛、复筛和发酵性能测定。结果显示,筛选出一株耐酸性强、发酵性能优良的正突变菌株A-107,其在pH为2.5的发酵培养基上培养6 d后测得的发酵力[6.21 g CO2/(100 mL·24 h)]和酒精产量(11.52%vol)较出发菌株SC-62分别提高了37%和30%,突变菌株A-107可耐受16%乙醇、100 g/L NaCl、500 g/L葡萄糖,耐受性和遗传稳定性良好。

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乳酸乙酯酯化酶高产菌株

通过比较不同菌种麸曲酯化酶合成乳酸乙酯的能力,筛选适用于白酒生产的乳酸乙酯酯化酶高产菌株。利用常压室温等离子(ARTP)诱变对出发菌株进行诱变,结合三丁酸甘油酯平板透明圈法初筛,液态产酯化酶的二级快速筛选,结合固态培养产酶的三级筛选,获得一株乳酸乙酯酯化酶高产突变株黑曲霉(Aspergillus niger)T206。在液态产酶最佳条件下其乳酸乙酯合成量由出发黑曲霉T103的430.15 mg/L提高到530.18 mg/L,提高了23.56%,固态产酶最佳条件下由出发菌的727.88 mg/L提高到了892.15 mg/L,提高了22.71%。经5代传代培养,产酶性能稳定。

常压室温等离子体快速诱变选育高产PHB菌株

聚-β-羟基丁酸(PHB)具有生物可降解性,其分解产物可全部为生物利用,对环境无污染。该研究从污水处理厂的活性污泥中筛选产PHB的菌株,通过菌落形态观察、生理生化特征与16S r DNA系统树的构建、红外光谱分析、对菌株及采用氯仿乙醇法提取的发酵产物进行了鉴定。采用常压室温等离子体(ARTP)快速诱变产PHB野生菌株,结合苏丹黑染色及摇瓶复筛方法,筛选产PHB产量高且遗传特性稳定正向突变株。分离筛选到一株产PHB的原始菌株,被鉴定命名为Bacillus toyonensis GR-6,结果表明胞内聚合物PHB含量达43.04%(干细胞含量),产量为1.33 g/L。ARTP快速诱变的突变株PHB含量可达77.43%,产量为2.78 g/L,是原始菌株的2倍多,对突变株进行连续7代的传代发酵实验,各代表现出良好的遗传稳定性。突变株PHB产量与细胞干重比原始菌株显著提高,并具有良好的遗传稳定性,在微生物法生产可降解塑料的应用领域具有较大的潜在应用价值。

常压室温等离子体(ARTP)诱变快速选育对亚洲玉米螟高毒的苏云金芽孢杆菌突变株

采用常压室温等离子体(Atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变苏云金芽孢杆菌Bt-NBIC-380菌株,选育对亚洲玉米螟高毒力突变株。经过4轮的ARTP诱变、镜检及摇瓶发酵筛选得到的突变株Bt-NBIC-380-18-407,其摇瓶发酵液对玉米螟二龄幼虫效价达到6 835 IU/μL,杀虫晶体蛋白含量6.3 mg/mL。该突变株的效价较初始菌株提高了25.7%,杀虫晶体蛋白含量提高了18.9%。经过5次传代,证实该突变株具有良好的遗传稳定性。

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。

乳酸菌的筛选及高产酸菌株的常压室温等离子体诱变选育

为了筛选优质乳酸菌,建立乳酸菌的常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变方法,获得高蛋白酶活性的高产酸菌株。该研究从新疆4种传统酸奶中分离出12株疑似乳酸菌,经16S rRNA基因序列扩增和测序分析,确定分离株分属于乳植杆菌属(Lactiplantibacillus)和链球菌属(Streptococcus)的4个种。通过透明圈法和酶活力测定,筛选出5株产蛋白酶的乳酸菌,并对其中1株蛋白酶活性最高而产酸能力较弱的德氏乳植杆菌保加利亚亚种Y8菌株采用ARTP诱变技术进行了育种,获得1株蛋白酶活性稳定且高产酸的菌株Y8-6,为进一步开发相关优质乳酸菌资源及其在食品发酵工业中的应用奠定了基础。

常压室温等离子体诱变选育高产核黄素枯草芽孢杆菌

该研究以BS120作为出发菌株,通过常压室温等离子体诱变(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)技术进行诱变处理,第一轮以40 mg/L 8-氮鸟嘌呤为筛选拮抗物进行筛选,得到核黄素产量和得率分别提升61.60%和58.12%的菌株BSG1。第二轮诱变以300 mg/L寡霉素为筛选拮抗物进行筛选,筛选获得菌株BSG3,核黄素产量和得率较BS120分别提升83.59%和78.76%。将核黄素操纵子表达质粒pMX45转入BSG3中,得到菌株BSG5,核黄素产量达到(4467.08±99.47)mg/L,得率为(42.56±1.25)mg/g葡萄糖,较BS120分别提高140.94%和120.52%,展现了良好的核黄素发酵性能和遗传稳定性。

农药多抗性哈茨木霉的常压室温等离子体诱变

旨在为提高生防木霉菌对田间除草剂、杀虫剂以及杀菌剂共存的复杂环境的适应性,以生防菌哈茨木霉(Trichoderma harzianum,GIM 3.442)为出发菌株,采用常压室温等离子体的方法对出发菌株进行诱变。结果显示,以杀菌剂代森锰锌和杀虫剂呋虫胺为筛子,选育出对复合农药有良好抗性的诱变菌株。从中挑选双抗性最好的菌株Th-36,以含有杀菌剂代森锰锌、杀虫剂呋虫胺和除草剂乙氧氟草醚的PDA为诱变筛选培养基,再次进行诱变筛选,获得两株具有三抗特性菌株(Th-3-36和Th-4-B)。毒力测试表明,抗性菌株Th-3-36和Th-4-B对代森锰锌、呋虫胺和乙氧氟草醚的EC50分别达到5 089.2μg a.i.·m L-1和5 498.2μg a.i.·m L-1、758.5μg a.i.·m L-1和785.9μg a.i.·m L-1、198.2μg a.i.·m L-1和200.3μg a.i.·m L-1,均高于各农药的市售平均推荐使用浓度。筛选到的突变株对农药抗性明显增强、遗传了亲本的广谱抗菌性并具有良好的遗传稳定性,生长繁殖能力和酶学性质优于亲本菌株。