96孔板法筛选抗黑曲霉性乳酸菌及抑菌机理研究

目的:筛选对黑曲霉具有良好拮抗作用的乳酸菌菌株。方法:采用96孔板法进行乳酸菌优良菌株的筛选。研究p H和温度等因素对抗菌特性的影响,利用气相测定菌株DL3无细胞上清液(CFS)中有机酸含量,研究抑菌活性物质;利用扫描电镜分析孢子细胞的完整性,研究抑菌机理。结果:从传统东北酸菜分离的乳酸菌中筛选对黑曲霉具有较强抑制作用的植物乳杆菌DL3,其抑菌率为92.28%。在p H2.5~6.5对黑曲霉具有抑菌活性,并具有良好的热稳定性,121℃处理30 min后抑菌率仅降低5.71%。经气相色谱分析表明菌株DL3 CFS中乳酸、乙酸、丙酸和苯乳酸含量分别为5.743、1.635、0.033、0.085μg/m L,乳酸和乙酸对黑曲霉的抑菌率分别为91.69%和92.04%,丙酸和苯乳酸均无抑菌作用,初步判断菌株DL3的抑菌活性物质为有机酸类。扫描电镜观察表明菌株DL3 CFS破坏了黑曲霉孢子的完整性,导致细胞膜溶解,胞内物质外泄。结论:菌株DL3 CFS中对黑曲霉的抑菌活性主要来自于乙酸和乳酸,可作为米面制品的乳酸菌生物防霉剂的出发菌株。

利用96孔板建立除草剂微量活体筛选方法初探

以马唐、稗草、反枝苋3种杂草为指示植物,采用96孔板建立了化合物除草活性微量活体筛选方法.从6种培养基中筛选出最适合3种指示杂草生长的Ⅰ号培养基,以传统盆栽法为对照,进行了96孔板苗前处理微量活体筛选方法(以下简称96孔板法)的研究.结果表明:96孔板法以指示杂草的株高受抑制情况作为评价指标较为合适;3种供试除草剂采用96孔板法对3种指示杂草所表现出的杀草活性要高于盆栽法;乙氧氟草醚、二甲戊灵、氟乐灵盆栽法的EC50和EC90值分别是96孔板法的1.44～21.47倍和1.47～32.84倍;采用96孔板法,乙氧氟草醚对马唐和反枝苋、二甲戊灵对稗草的活性最高,EC50值分别为0.79、0.73和0.45μg/mL,EC90值也分别只有3.13、1.72和1.36μg/mL.96孔板法达到了微量、敏感、节省时间和空间的要求,是发现先导化合物除草活性较适宜的微量活体筛选方法.

96孔板高通量筛选多杀菌素高产菌株的研究

考察了刺糖多孢菌在96孔板固体培养基和液体培养基中的生长情况,建立了96孔板高通量筛选多杀菌素高产菌株的方法。结果表明:96孔板三明治盖能同时满足过滤杂菌和刺糖多孢菌生长耗氧所需,刺糖多孢菌在96孔板固体培养基中的生长情况与传统斜面培养相当,种子培养最适种龄为60h,每孔发酵培养基装液量为0.4mL。与传统摇瓶发酵筛选平台相比,该方法能显著提高多杀菌素高产菌株的筛选效率。

96孔板-PCR排除法筛选猪蛔虫雌虫卵黄蛋白原基因

为了从猪蛔虫雌虫cDNA文库中筛选出猪蛔虫雌虫卵黄蛋白原基因,本研究根据猪蛔虫雌虫卵黄蛋白原基因的EST序列为模板设计引物,采用96孔板-PCR排除法对猪蛔虫雌虫cDNA文库进行筛选,并筛选出阳性克隆F993-G10-A10。测序结果表明,该基因序列长621bp,有完整的3'端。经BLAST分析,其推导的氨基酸序列与秀丽隐杆线虫(C.elegans)的卵黄蛋白原基因(Vit1、Vit2、Vit3、Vit4和Vit5)的氨基酸序列的一致性分别为35%、35%、34%、34%和35%,核苷酸序列相似性分别为55%、57%、54%、54%和53%。该阳性克隆的获得为该基因的深入研究奠定了基础。同时也证明了96孔-PCR排除法是一种高效、简便、低成本的筛选文库方法。

96孔板法用于除草剂高通量筛选的研究

分别用三角瓶法和96孔板法研究了4种除草剂(精吡氟禾草灵、精喹禾灵、氯氟吡氧乙酸、乙草胺)对小球藻的72 h生长抑制急性毒性效应,结果表明:这四种除草剂均对小球藻表现出一定的水生毒性,用两种方法测得的除草剂对小球藻毒性趋势基本一致,半抑制浓度EC50值非常接近.96孔板法用于农药高通量筛选时,与国际标准组织推荐的三角瓶法的可靠性程度基本相同.三角瓶法筛选农药时需要毫克级的量,而96孔板法只需要微克级的量即可满足筛选的需要.

香蕉果实SMART cDNA文库的构建及利用PCR方法筛选香蕉Actin2基因

利用SMART(switching mechanismat5’end of RNA transcript)技术,提取果实少量总RNA,经15-25轮LD-PCR扩增获得全长ds-cDNA,构建了海南主栽的食用香蕉巴西蕉(Musa AAA Group Cavendish)果实的cDNA文库。所构建的文库容量为5×106Pfuml-1,重组率93%。利用此cDNA文库,采用96孔板PCR法筛选香蕉Actin2基因,测序结果显示,序列全长1723bp,编码区长1134bp,编码378个氨基酸,与蝴蝶兰Actin2基因序列同源率达83%,已递交GenBank,接受号692696。

96孔板高通量选育产乙醇酵母

以巴斯德毕赤酵母(Pichiapastoris),安琪酵母(Angelyeast),酿酒酵母(Saccharo-mycescerevisiae)等4株菌为出发菌株,经过紫外诱变,96孔板高通量筛选出60株,复筛选出4株。最大乙醇产量提高到76.6g/L,糖醇转化率达到了0.488g/g。对上述4株菌进行耐乙醇性能驯化,发酵耐乙醇能力达到15%。

普鲁兰酶突变体文库高通量筛选方法的建立及应用

在摇瓶水平实现普鲁兰酶基因(Gen Bank Accession No:AX203843)在大肠杆菌BL21(DE3)的异源表达,并成功按规格缩小实现了基于深孔板的高通量细胞培养,同时建立了基于深孔板的普鲁兰酶酶活快速高效的高通量检测方法。利用易错PCR技术对普鲁兰酶基因进行定向进化,突变基因产物重组于表达载体p ET-28a(+)-pel B中,并导入大肠杆菌BL21(DE3)构建突变体文库,利用该高通量筛选方法实现了突变体文库的快速高效筛选并获得了一株突变菌株4A4,其表达量提高了46.5%。该方法不仅适用于淀粉酶、纤维素酶等酶类的高通量筛选,同时为菌株文库的筛选以及蛋白质的定向进化提供了一种新思路。

辣椒泛素交联酶cDNA的分离及其在UV-B作用下的表达分析

利用96孔板法从UV处理的辣椒叶片cDNA文库中分离获得了一个cDNA阳性克隆,其长度为678 bp,含有148个氨基酸的开放读码框,与马铃薯等其他植物的泛素交联酶基因有较高的同源性,命名为CaE21.荧光定量PCR分析表明CaE21基因在UV-B作用下转录表达水平降低;当UV-B照射停止后,其表达水平逐渐回升.推测该基因与辣椒适应UV-B照射胁迫有关.

产谷氨酰胺转胺酶菌株的高通量筛选

【目的】用醋酸纤维素膜和96孔板2种方法高通量筛选高产谷氨酰胺转胺酶(MTG)的茂原轮枝链霉菌菌株。【方法】利用紫外诱变获得茂原轮枝链霉菌突变体库后,分别利用醋酸纤维素膜和96孔板2种方法高通量初筛产MTG菌株,然后依次用试管和摇瓶发酵法复筛,并对96孔板高通量筛选方法的条件进行了优化。【结果】利用醋酸纤维素膜显色法从3 000株紫外诱变的菌株中筛选出1株高产MTG茂原轮枝链霉菌,其MTG活性为4.9U/mL,较出发株(MTG活性2.7U/mL)提高了80%。优化的96孔板高通量筛选方法为:直径为3mm左右的单菌落接种至150μL发酵培养基中,30℃200r/min培养72h;利用该法从3 415株紫外诱变的菌株中筛选获得了2株MTG高产株,其MTG活性为5.4U/mL,较出发株(MTG活性为3.0U/mL)提高了80%。【结论】利用基于醋酸纤维素膜和96孔板的2种高通量筛选方法分别筛选到1株和2株高产MTG的茂原轮枝链霉菌;相较传统的选育方法,这2种高通量筛选方法都大大降低了经济成本,提高了筛选效率,缩短了选育周期。

长双歧杆菌优势菌株的高通量筛选

本文通过96孔深孔板微型化培养和酶标仪快速检测,建立了简单、快速、准确且自动化水平较高的双歧杆菌高通量筛选方法。经过高通量筛选获得长双歧杆菌优势菌株BL01,其摇瓶发酵活菌数由5.4×10~8CFU/m L提高到1.53×10~9CFU/m L,与原始菌株相比约提高3倍;7 L罐发酵活菌数由3.9×10~9CFU/m L提高到1.67×10^(10)CFU/m L,约提高4.3倍,且多次传代均能维持在较高活菌水平。此法简单且大大降低筛选成本,对其他微生物菌株的大规模筛选具有重要参考价值。

基于TTC染色法的高活力酵母细胞定量筛选

在2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法及96孔板基础上建立高活力与高产乙醇酵母细胞的同步定量筛选方法。选用体积分数为85%二甲基亚砜作为TTF提取剂,培养液(pH8.0)中TTC添加浓度为0.4%,以96孔板在0%、10%、14%的乙醇浓度下培养27株备选酵母菌株,通过酶标仪测定波长486 nm下TTF吸收值。结果显示TTF吸收值越高,酵母活性越高,并且通过比较酵母活性与其乙醇产量,得出两者在一定程度上呈正相关,即高活性酵母其乙醇产量也较高。共筛得6株具有较高细胞活性的菌株。此方法为高活性、高产乙醇酵母及其他微生物及植物细胞的活性的快速、大量检测提供了一条新途径。

一株高产木聚糖酶真菌的筛选及酶学性质分析

从近百份土样中,首先筛选得到具有明显半纤维素水解活性透明圈的菌株564株,其中202株的木聚糖酶活力用96孔板筛选方法进行了验证。结果显示:基于96孔深孔板测定的酶活力与初筛测得的透明圈活力趋势一致。最终筛选得到一株高产木聚糖酶的菌株ECU2023,经核糖体rDNA内部转录间隔区的序列对比,鉴定为泡盛曲霉(Aspergillus awamori)。研究获得了其最佳培养条件:pH 6.0,培养时间4 d,C源为30～40 g/L玉米芯粉。经过(NH4)2SO4沉淀和Superdex G-75凝胶过滤层析后,其中主要木聚糖酶成分的最适反应pH为6.0,最适反应温度为50℃。

从放线菌发酵液中高通量筛选端粒酶抑制剂

目的从2000多株放线菌发酵液中高通量筛选特异性端粒酶抑制剂。方法经对持有的3种端粒酶抑制剂筛选模型即3株酵母菌PCR验证后,将其接种于含3-AT、组氨酸缺乏的酵母培养液,然后分别调整其菌液浓度和筛选样品剂量,以备高通量筛选。将酵母菌液移于96孔板,加入待测样品,振摇培养并定时经多功能微孔板分析仪进行定量分析,选取抑菌率大于0.45的样品进行复筛。结果经验证所持有的3种端粒酶抑制剂筛选模型均可用于下一步的筛选,并选取酵母菌液OD595nm 0.04做为起始筛选浓度,选取放线菌发酵液剂量为5ml,通过对放线菌发酵液进行初筛和复筛,发现了14株放线菌发酵液的抑菌效率超过0.45。结论该研究首次高通量筛选端粒酶抑制剂,方法简便快捷,筛选结果稳定可靠,并筛选到14株放线菌发酵液可能具有抗肿瘤活性,为进一步研究和开发抗肿瘤新药奠定基础。

核黄素工业菌株高通量筛选方法的建立和应用

枯草芽孢杆菌是主要的核黄素工业生产菌之一,高通量筛选技术是选育获得高产核黄素菌株的关键环节。为实现工业菌种选育与高通量筛选技术相结合,对流式细胞分选、液滴微流控分选和96孔板筛选在核黄素工业菌株筛选中的应用进行了研究,并对96孔板筛选方法进行了优化。在流式细胞分析中,来源于同一株工业菌的低产菌株P1与高产菌株R1的细胞荧光与核黄素产量不成正相关。在液滴微流控分析中,P1和R1的发酵液上清荧光与核黄素产量成正相关,然而液滴分选后活细胞的数量很少。在96孔板筛选实验中,振荡培养后P1和R1的发酵液荧光分别为22 264 a.u.、28 647 a.u.;静置培养后荧光分别为7 095 a.u.、10 189 a.u.,核黄素产量与荧光成正相关,且二者荧光差异显著。利用96孔板静置培养的方法对工业菌株S1的突变体库进行筛选,得到的优选菌株核黄素产量为2.53 g/L,相比S1提高了15%。这些结果表明96孔板静置培养-荧光检测筛选可以应用于核黄素工业生产菌产量的提高。

双果糖酐水解酶分子改造提升酶活性研究

双果糖酐水解酶(difructose anhydrideⅢhydrolase,DFA-Ⅲase)能将新型功能甜味剂双果糖酐转化为益生元菊二糖,然而DFA-Ⅲase酶活性较低,为了提高DFA-Ⅲase酶法合成菊二糖的能力,该研究对来源于Arthrobacter chlorophenolicus A6的双果糖酐水解酶AcDFA-Ⅲase进行分子改造。基于已有的AcDFA-Ⅲase的晶体结构,选择酶活性口袋上方loop区和活性口袋中的14个关键位点进行定点突变,得到17种DFA-Ⅲase突变体。利用96孔板作为高通量培养容器,结合DNS法快速测定酶活性,初筛得到一个酶活性提高的突变体D380A。用HPLC法测定分离纯化出的酶活性,验证结果表明其酶活性有显著提高,酶比活性是AcDFA-Ⅲase的162.3%。同源建模分析,380位天冬氨酸突变成丙氨酸后,loop环区域疏水性增强,保证了催化中心的疏水微环境,提高了酶的催化活性。该研究建立的高通量检测方法为DFA-Ⅲase的筛选以及菊二糖的大量生产奠定了基础。

富硒长双歧杆菌优势菌株的高通量选育

运用96孔深孔板微型化培养和酶标仪快速检测,建立富硒长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)优势菌株的高通量筛选方法。通过高通量筛选获得的富硒长双歧杆菌优势菌株XBL-30,具有很好的硒蛋白转化能力。在7 L罐中添加一定浓度的亚硒酸钠,优势菌株XBL-30的硒蛋白转化率从原始菌株的60%提高至85.3%,菌株多次传代后,硒蛋白转化率均能稳定在85%。该研究建立的高通量筛选方法不仅简单,快速,成本低,而且对其他微生物菌株的高通量筛选具有一定的参考价值。

产耐高温谷氨酰胺转胺酶菌株的快速筛选方法

目的：采用亚硝基胍（NTG）诱变结合96孔板高通量筛选方法筛选产耐高温谷氨酰胺转胺酶（MTG）的茂原链霉菌（Streptomyces mobaraensis）。方法：通过优化96孔板高通量测定MTG活性的方法、确定筛选温度和时间,建立了产耐高温MTG菌株的快速筛选方法;通过优化NTG诱变条件建立了筛选突变库;通过96孔板高通量初筛、摇瓶复筛获得了产耐高温MTG的突变株12-82,并通过摇瓶发酵对12-82所产MTG进行热稳定性分析。结果：采用2mg/ml NTG、p H8.0、60min的诱变条件获得突变株,将突变株的发酵上清液于70℃水浴7.5min,再在37℃空气浴、反应10min的条件下测定MTG活性,从5 200株突变株中筛选出5株产耐高温MTG的突变株,其中突变株12-82在50℃水浴60min以及70℃水浴1.5min的酶活残留率均比出发株高出近20%,且80℃保温2min仍有11.9%的酶活残留率。结论：利用NTG诱变结合96孔板高通量筛选的方法筛选到5株所产MTG热稳定性相对较高的突变株,其中突变株12-82在50℃、70℃和80℃的酶活残留率均有10%~20%的提高。这为高温食品加工领域所需耐高温MTG生产菌株的高效筛选提供了可行性方案。