酒色着色菌氢酶基因（hydSL）的克隆及分析

光合细菌酒色着色菌(Chromatium vinosum)至少含有一种膜结合态氢酶(62、32 ku)和一种可溶性氢酶(52、21.5 ku).其膜结合态氢酶是一种催化吸氢的氢酶,而可溶性氢酶则是一种催化放氢的氢酶.本研究分离提纯了C.vinosum膜结合态氢酶,并对其大、小亚基N-末端氨基酸序列进行测定;根椐氢酶亚基N-末端氨基酸序列及氢酶保守序列设计引物,通过PCR扩增分别获得了1.1和3.5 kb的DNA片段.对该片段进行克隆和序列分析,结果表明该基因编码氢酶HydSL,其结构不同于典型的氢酶基因结构,在氢酶大、小亚基基因间插入了ISP基因.     

Klebsiella oxytoca HP1 adhE基因插入失活法构建产氢重组菌

乙醇是产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca) HP1厌氧发酵产H₂的主要副产物, 每生成1.0 mol的乙醇需要消耗2.0 mol NAD(P)H, 从而降低了H₂的产量. 本研究以编码乙醇脱氢酶系(含乙醛脱氢酶和乙醇脱氢酶活性)的adhE基因为改造目标, 利用同源重组技术获得了以提高产氢为目标的K. oxytoca重组菌. 构建工作包括: 根据adhE基因保守序列框克隆K. oxytoca HP1 adhE基因片段, 以质粒pMHE6为模板进行链霉素抗性基因表达盒的扩增, 表达链霉素抗性的aadA基因片段和adhE基因片段分别与载体pMD18-T相连构建重组质粒, 同源整合质粒pTA-Str的构建, 以链霉素作为筛选标记筛选重组菌. 菌落PCR鉴定结果表明, aadA基因表达盒通过质粒pTA-Str的介导已定点插入K. oxytoca HP1基因组中, 成功地构建了adhE基因部分片段缺失的重组菌. 葡萄糖发酵实验结果表明, 相同发酵条件下, 重组菌比野生菌的产氢量提高了16.07%, 乙醇产量下降了70.47%. 利用基因工程技术提高产氢初步获得成功.     

UASB生物制氢反应系统生物强化作用研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,以糖蜜废水为底物,利用厌氧活性污泥发酵产氢.向反应器中投加高产氢微生物产酸克雷伯氏菌HP1,探讨了生物强化作用对反应器产氢能力的影响.研究表明:在污泥接种量为30.0 gVSS/L、启动负荷为6.0 kgCOD/(m3·d)、水力停留时间(HRT)为9 h、投菌量为3%的条件下对生物制氢系统进行强化,可使反应系统产氢能力提高25%,并形成丁酸型发酵产氢,液相末端发酵产物中丁酸和乙酸的含量占挥发酸总含量的63%以上,气相中氢气含量在40%～52%之间,最大产氢量达4.52 L/d.     

HCO3 - 高亲和转运蛋白操纵子基因在聚球藻7942 CO2浓缩机制中功能的研究

蓝藻 Synechococcus sp.PCC7942 HCO3 - 高亲和转运蛋白操纵子基因 cmpABCD 是其CO2浓缩机制中的调控基因之一.本研究用携带潮霉素B磷酸转移酶基因(hygromycin B pho transferase, hpt) 筛选标记的同源双臂整合载体pUC-HATH转化蓝藻Synechococcus sp.PCC7942,以潮霉素B作为筛选试剂筛选出具潮霉素B抗性的转化藻,运用引物PCR方法证实潮霉素B磷酸转移酶基因表达盒通过质粒pUC-HATH的介导已定点插入蓝藻 Synechococcus sp.PCC7942 基因组中,成功地构建了具有潮霉素B抗性的cmpBCD 基因插入失活突变藻株.并最终通过比较野生藻Synechococcus sp.PCC7942 和突变藻Synechococcus sp.PCC7942 在不同 Na2CO3浓度的改良BG-11培养基中生长特性,探讨了HCO3 -高亲和转运蛋白操纵子 cmpABCD 基因失活对藻体生长的影响.     

发酵蔗糖化液产乙醇菌析的选育

利用纤维生物质生产生物燃料是解决当今世界能源和环境问题的重要途径.本研究从腐烂蔗渣、酒曲、酒糟等样品中分离到一批产乙醇菌株,通过高浓度乙醇选择性培养基筛选、TTC法复筛以及发酵乙醇能力分析,筛选得到一株发酵蔗渣糖化液能力较强的菌株.通过对菌落形态观察、电镜图片分析、18S rDNA基因序列分析,确定该菌株属于酿酒酵母属,命名为Saccharomyces cerevisiae Q2-1.优化了S. cerevisiae Q2-1发酵蔗渣糖化液产乙醇条件,当起始pH为 5.5、发酵温度为30 ℃、糖化液中硫酸铵浓度为0.4%时,静置发酵60 h后,发酵率可达89.2 %,蔗渣产乙醇率ω=13.6 %.     

灰绿曲霉高产纤维素酶突变株的选育

以一株具有较高纤维素酶活性的野生菌株-灰绿曲霉XC9为出发菌株,经过紫外线﹑氯化锂﹑甲基磺酸乙酯(EMS)等物理化学诱变剂多重诱变处理,获得了抗葡萄糖阻遏的突变株E2-26﹑E5-65﹑U6-31和EU7-22,其CMC酶活与出发菌株相比分别提高至1.7、1.4、1.3、2.0倍.突变株经PDA斜面接种传代5次后产酶性能仍然保持稳定.变株的菌丝、孢子颜色也发生了较大的改变.对突变株EU7-22的形态结构进行了观察,并与出发菌株XC9作了发酵性状的比较,发现其产酶性能有了明显提高.     

灰绿曲霉高产纤维素酶突变株的选育

以一株具有较高纤维素酶活性的野生菌株-灰绿曲霉XC9为出发菌株，经过紫外线、氯化锂、甲基磺酸乙酯（EMS）等物理化学诱变剂多重诱变处理，获得了抗葡萄糖阻遏的突变株E2-26、E5-65、U6-31和EU7-22，其CMC酶活与出发菌株相比分别提高至1．7、1．4、1．3、2．0倍．突变株经PDA斜面接种传代5次后产酶性能仍然保持稳定．变株的菌丝、孢子颜色也发生了较大的改变．对突变株EU7-22的形态结构进行了观察，并与出发菌株XC9作了发酵性状的比较，发现其产酶性能有了明显提高．     

高产纤维素酶菌株的筛选及产酶条件研究

从霉变的玉米芯中筛选到一株高产纤维素酶的菌株，经18S rRNA基因序列分析和菌株形态特性分析，确定该菌株为灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)．利用固体纤曲培养产生纤维素酶，研究了培养基起始pH值、培养温度、培养时间、接种量、氮源、稻草粉与麸皮比例、表面活性剂等对菌株产酶的影响．在最适条件下菌株培养72h后，羧甲基纤维素酶(CMCase)活力高达6812U／g(干曲．下同)，滤纸酶活力(FPA)达172U／g．利用该菌株对蔗渣进行分解．其糖化率达36．4％．     

青霉T24-2和灰绿曲霉EU7-22降解甘蔗渣产糖的研究

青霉T24-2(Penicillium sp.T24-2)和灰绿曲霉EU7-22(Aspergillus glaucus EU7-22)能利用甘蔗渣进行固态发酵产纤维素酶.通过对青霉和灰绿曲霉混合培养特性的研究,确定两个菌株不适合进行混合培养产纤维素酶.分别对两个菌株产纤维素酶的条件进行优化,单独用青霉曲酶时糖化率为31.4%,单独用灰绿曲霉曲酶时糖化率为34.1%.对其曲酶混合糖化进行研究,当两种曲酶以1:1比例进行混合糖化时,糖化率可达51.3%.以青霉T24-2和灰绿曲霉EU7-22的曲霉混合糖化的研究国内外还未见报道,研究结果大大提高了糖化率.     

高产氢耐热菌株的分离鉴定及其放氢特性

从高温环境中分离得到具有高产氢活力的微生物菌株,经16SrRNA基因序列分析及生理生化特性分析,鉴定该菌株为Proteussp.该菌株能以葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和淀粉等多种有机物为底物催化产氢.该菌株利用葡萄糖产氢的最适条件为:葡萄糖浓度0.1mol/L;菌体细胞密度OD600=0.60;反应系统起始pH值7.0;反应温度40℃.在该条件下菌株的最高产氢活性可达8.05μmolH2/h·mgprot.