高产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的连续诱变选育及发酵条件优化
发布时间：2022-01-19 00:29
ε-聚赖氨酸（ε-PL）是由25～35个L-赖氨酸单体组成的一种天然聚合物。由于其广谱抑菌性,被广泛应用于食品保鲜行业。日本最早研究并成功实现年产千吨级的工业化生产,而我国起步晚,由于菌株自身产ε-PL能力弱及发酵水平低等原因,目前还未完全实现工业化生产。因此,对产ε-PL菌株研究具有重要意义。本论文主要对一株产ε-PL白色链霉菌进行选育及发酵工艺研究,旨在提升菌株产ε-PL发酵水平。主要研究内容如下:1.以白色链霉菌（Streptomyces albulus）为出发菌株,进行四种单因子诱变:常压室温等离子体（ARTP）诱变、硫酸二乙酯（DES）诱变、亚硝基胍（NTG）诱变、亚硝酸（HNO2）诱变。以诱变得到的正突变率及最高ε-PL产量为指标,比较四种诱变剂的诱变效果。得到DES诱变与ARTP诱变效果较好,突变株最高ε-PL产量分别较出发菌株提升16.3%和14.8%。选择6种抗生素及其他5种物质作为“筛子”筛选突变株,对S.albulus进行ARTP诱变结合不同“筛子”筛选。得到链霉素抗性突变株的正突变率最高（25%）,获得突变株ε-PL产量最高（0.7 g/L...
【文章来源】：南阳师范学院河南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ε-聚赖氨酸的结构式
高产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的连续诱变选育及发酵条件优化第7页（共59页）提出“两因子”连续诱变方案，并改进筛选突变株方法，提高其筛选效率，获得产量提升幅度较大的产ε-PL突变株。1.5.2.3高产ε-PL突变株的发酵优化对高产菌株进行简单的发酵培养基测试，找出适合高产菌株发酵的培养基。对出发菌株与突变株生理特性进行研究，初步揭示高产菌株高产机制。在发酵罐中对影响ε-PL合成分泌主要影响因素（pH）进行研究，初步建立一种适合高产菌株生产ε-PL的发酵工艺，并优化其发酵条件，进一步提升其产ε-PL能力，为工业化打下基矗图1-2为本论文主要研究内容技术路线图。图1-2本论文的技术路线Fig1-2Thetechnicalrouteofthisdissertatio
南阳师范学院硕士学位论文第12页（共59页）图2-1ε-PL标准曲线Fig.2-1Thecalibrationcurveofε-PLconcentration2.3.4.2突变率（RM）及正突变率（RP）计算式2-1：式2-2：式中，T代表挑选菌落总数，M代表突变菌总数（为避免误差，选取产量高于或低于出发菌株5%以上的菌株），P代表ε-PL产量大于出发菌株5%以上的突变菌总数。2.3.5数据处理数据分析和图像绘制均采用GraphPadPrism5软件处理。2.4结果与分析2.4.1单因子诱变剂量的确定2.4.1.1ARTP诱变时间的确定ARTP诱变属于物理诱变，它通过发射高活性粒子浓度的等离子射流，将微生物细胞壁或细胞膜的结构及通透性改变，进而引发其基因损伤，使微生物的基因序列和代谢网络发生改变，最终引发微生物产生突变[24]。与其他诱变手段相比，它具有突变率高，诱变方法简单，对人体无害以及诱变菌株遗传稳定性好等优点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的化学诱变育种[J]. 尤丽新,胡楠楠,班硕. 中国酿造. 2019(03)
[2]具有双重抗生素抗性的ε-聚赖氨酸高产菌株选育及生理特性[J]. 赵俊杰,张龙,王靓,陈旭升,毛忠贵. 中国生物工程杂志. 2018(08)
[3]灰褐链霉菌与黄色短杆菌属间原生质体融合提高ε-聚赖氨酸产量（英文）[J]. 李树,杜宗军,陈冠军. 食品科学. 2019(06)
[4]葡萄糖发酵生产ε-聚赖氨酸工艺优化[J]. 许永杰,张龙,潘龙,陈旭升,毛忠贵. 食品与发酵工业. 2017(09)
[5]核糖体工程技术选育卡伍尔链霉菌高产菌株[J]. 李文华,黄永春,杨少彬,陈璐. 中国农学通报. 2017(07)
[6]核糖体工程技术选育ε-聚赖氨酸高产菌株[J]. 吴光耀,陈旭升,王靓,毛忠贵. 微生物学通报. 2016(12)
[7]基于pH调节和有机氮源流加调控补料分批发酵过程提高ε-聚赖氨酸产量[J]. 孙启星,陈旭升,任喜东,郑根成,毛忠贵. 生物工程学报. 2015(05)
[8]高产雷帕霉素的游动放线菌菌种的选育[J]. 石漫漫,乔长晟,朱明,李雪,刘姗姗. 中国生物工程杂志. 2015(02)
[9]酿酒酵母的连续复合诱变及其突变株的快速筛选[J]. 吴新世,董晓惠,李羚. 天津师范大学学报(自然科学版). 2014(03)
[10]关于批准ε-聚赖氨酸等4种食品添加剂新品种等的公告（2014年第5号）[J]. 中国食品添加剂. 2014(03)
博士论文
[1]ε-聚赖氨酸产生菌的育种、发酵及高产机制的初步生理解析[D]. 王靓.江南大学 2018
[2]小白链霉菌响应酸性pH高产ε-聚赖氨酸的生理解析[D]. 任喜东.江南大学 2015
[3]ε-聚赖氨酸产生菌的筛选、育种及发酵研究[D]. 李树.江南大学 2013
[4]Streptomyces sp.M-Z18发酵生产ε-聚赖氨酸的碳源供给策略与过程调控研究[D]. 陈旭升.江南大学 2011
本文编号：3595880
【文章来源】：南阳师范学院河南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ε-聚赖氨酸的结构式
高产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的连续诱变选育及发酵条件优化第7页（共59页）提出“两因子”连续诱变方案，并改进筛选突变株方法，提高其筛选效率，获得产量提升幅度较大的产ε-PL突变株。1.5.2.3高产ε-PL突变株的发酵优化对高产菌株进行简单的发酵培养基测试，找出适合高产菌株发酵的培养基。对出发菌株与突变株生理特性进行研究，初步揭示高产菌株高产机制。在发酵罐中对影响ε-PL合成分泌主要影响因素（pH）进行研究，初步建立一种适合高产菌株生产ε-PL的发酵工艺，并优化其发酵条件，进一步提升其产ε-PL能力，为工业化打下基矗图1-2为本论文主要研究内容技术路线图。图1-2本论文的技术路线Fig1-2Thetechnicalrouteofthisdissertatio
南阳师范学院硕士学位论文第12页（共59页）图2-1ε-PL标准曲线Fig.2-1Thecalibrationcurveofε-PLconcentration2.3.4.2突变率（RM）及正突变率（RP）计算式2-1：式2-2：式中，T代表挑选菌落总数，M代表突变菌总数（为避免误差，选取产量高于或低于出发菌株5%以上的菌株），P代表ε-PL产量大于出发菌株5%以上的突变菌总数。2.3.5数据处理数据分析和图像绘制均采用GraphPadPrism5软件处理。2.4结果与分析2.4.1单因子诱变剂量的确定2.4.1.1ARTP诱变时间的确定ARTP诱变属于物理诱变，它通过发射高活性粒子浓度的等离子射流，将微生物细胞壁或细胞膜的结构及通透性改变，进而引发其基因损伤，使微生物的基因序列和代谢网络发生改变，最终引发微生物产生突变[24]。与其他诱变手段相比，它具有突变率高，诱变方法简单，对人体无害以及诱变菌株遗传稳定性好等优点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的化学诱变育种[J]. 尤丽新,胡楠楠,班硕. 中国酿造. 2019(03)
[2]具有双重抗生素抗性的ε-聚赖氨酸高产菌株选育及生理特性[J]. 赵俊杰,张龙,王靓,陈旭升,毛忠贵. 中国生物工程杂志. 2018(08)
[3]灰褐链霉菌与黄色短杆菌属间原生质体融合提高ε-聚赖氨酸产量（英文）[J]. 李树,杜宗军,陈冠军. 食品科学. 2019(06)
[4]葡萄糖发酵生产ε-聚赖氨酸工艺优化[J]. 许永杰,张龙,潘龙,陈旭升,毛忠贵. 食品与发酵工业. 2017(09)
[5]核糖体工程技术选育卡伍尔链霉菌高产菌株[J]. 李文华,黄永春,杨少彬,陈璐. 中国农学通报. 2017(07)
[6]核糖体工程技术选育ε-聚赖氨酸高产菌株[J]. 吴光耀,陈旭升,王靓,毛忠贵. 微生物学通报. 2016(12)
[7]基于pH调节和有机氮源流加调控补料分批发酵过程提高ε-聚赖氨酸产量[J]. 孙启星,陈旭升,任喜东,郑根成,毛忠贵. 生物工程学报. 2015(05)
[8]高产雷帕霉素的游动放线菌菌种的选育[J]. 石漫漫,乔长晟,朱明,李雪,刘姗姗. 中国生物工程杂志. 2015(02)
[9]酿酒酵母的连续复合诱变及其突变株的快速筛选[J]. 吴新世,董晓惠,李羚. 天津师范大学学报(自然科学版). 2014(03)
[10]关于批准ε-聚赖氨酸等4种食品添加剂新品种等的公告（2014年第5号）[J]. 中国食品添加剂. 2014(03)
博士论文
[1]ε-聚赖氨酸产生菌的育种、发酵及高产机制的初步生理解析[D]. 王靓.江南大学 2018
[2]小白链霉菌响应酸性pH高产ε-聚赖氨酸的生理解析[D]. 任喜东.江南大学 2015
[3]ε-聚赖氨酸产生菌的筛选、育种及发酵研究[D]. 李树.江南大学 2013
[4]Streptomyces sp.M-Z18发酵生产ε-聚赖氨酸的碳源供给策略与过程调控研究[D]. 陈旭升.江南大学 2011
本文编号：3595880
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