热葡糖苷酶地芽胞杆菌NCIMB 11955高效电转感受态细胞电转体系的建立

热葡糖苷酶地芽胞杆菌(Geobacillus thermoglucosidasius)是一种革兰氏阳性兼性厌氧菌,因其高温生长速度快、不易染菌的特性,作为下一代工业生物技术的候选底盘,已被广泛用于生产生物燃料和高附加值的化学品。然而,相比于经典的模式菌株大肠杆菌(Escherichia coli),热葡糖苷酶地芽胞杆菌因其转化效率低,限制了其作为底盘菌株的高效应用。本研究的目的是开发一种能够提高该菌株电转化效率的方法。本研究通过敲除该菌株中预测的限制性内切酶基因,添加细胞壁弱化剂和细胞膜抑制剂,优化目标菌株高效感受态细胞的制备,从而提高转化效率。热葡糖苷酶地芽胞杆菌的4个限制性内切酶基因的敲除可以使感受态细胞电转化效率提高至1.2×10^(4)CFU/(μg DNA);在敲除株的基础上,分别通过添加吐温80、DL-苏氨酸和甘氨酸进一步优化感受态细胞转化效率,其中吐温80的添加使感受态细胞电转化效率提高22.5倍左右,DL-苏氨酸的添加可以使感受态细胞电转化效率增加44倍,甘氨酸的添加可以使感受态细胞电转化效率进一步提高334倍左右,优化整合添加各类试剂后感受态细胞电转化效率在限制性内切酶缺失菌株的基础上提高至4.6×10^(6)CFU/(μg DNA),相对野生型菌株提高了3个数量级。这为热葡糖苷酶地芽胞杆菌的高效遗传操作和代谢工程奠定了基础。

细菌L-乳酸发酵培养基的优化

利用热葡糖苷酶芽胞杆菌(Geobacillus thermoglucosidasius)TL-4厌氧发酵生产L-乳酸,为降低L-乳酸生产成本,以农产品及副产物为主要原料,通过单因子试验确定了TL-4产L-乳酸的碳源及氮源,并运用正交试验对摇瓶发酵不同氮源的组合进行了研究,确定了发酵培养基中影响产酸的主要因子及配比。优化发酵培养基为葡萄糖160g/L,小肽发酵液10g/L,玉米浆5g/L,摇瓶发酵L-乳酸产量可达152.5g/L。