大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株生长和产乙酸规律

大肠杆菌DH5α的耐乙酸突变株DA19在复合培养基中有生长优势,最大比生长速率提高,产乙酸减少,对乙酸的耐受力增加。在基本培养基中DA19生长优势更加明显,消耗葡萄糖速率加快,单位菌体产乙酸得率YA/X比DH5α低,以消耗葡萄糖为基准的菌体得率YX/G提高。在添加乙酸的基本培养基中,DA19细胞浓度高于DH5α,更快利用葡萄糖。DA19在高葡萄糖浓度下(102g／L)也能良好生长,菌体浓度达26g／L,YX/G为0．257g／g。在变速补料分批培养中,DA19可以有效地控制乙酸的生成,细胞浓度达到20g／L,YX/G为0．360g／g,为其在高密度培养中的应用奠定了基础。     

重组大肠杆菌发酵生产二倍体质粒的研究

随着基因治疗和基因疫苗的发展,急需大量的非病毒载体质粒DNA.主要对重组大肠杆菌E.coli DH5α发酵生产pUC21二倍体质粒的培养基组分和补料分批培养的葡萄糖流加策略进行了研究.初步确定的培养基组分是以葡萄糖作碳源,酵母粉作氮源,并且添加磷酸盐、硫酸镁、柠檬酸和微量元素.研究发现溶氧反馈流加是比较好的流加葡萄糖的补料策略,它能把葡萄糖浓度控制在较低的水平,从而避免产生乙酸效应.溶氧反馈流加发酵的最大生物量可达30.84 g/L,质粒pUC21-Dimer的最大产量达96.38 mg/L.该研究为重组大肠杆菌生产二聚体质粒建立了优化工艺,对大规模生产作为基因治疗的多聚体质粒具有指导意义.     

Fe2+和Fe3+对大肠杆菌DH5α及其耐乙酸突变株生长及乙酸生成的影响

Fe^2＋和Fe^3＋对E．coli DH5α及其耐乙酸突变株DAl9的代谢有较大影响。在以葡萄糖为碳源的基本培养基中,添加Fe^2＋或Fe^3＋后DH5α生长改善,菌体浓度增加,菌体得率（YX／G）提高,但同时产乙酸量也大为增加,且在添加Fe^2＋后增加更多,然而其单位菌体的产乙酸量（YA／X）降低。DAl9在添加Fe^2＋或Fe^3＋后生长改善,YX／G提高,同时产乙酸大大减少,YA／X和乙酸得率（YA/G）大大降低。DAl9的生长还与Fe^2＋的添加时间有关,在培养过程中添加Fe^2＋越早,细胞浓度和YX／G增加的幅度越大,同时产乙酸、YA／X及YA／G下降的幅度也越大;在12h及其之后添加对DAl9生长没有明显影响。DH5α和DAl9在添加Fe^2＋后生长改善的效果比Fe^3＋明显。     

不同浓度乙酸钠对耐乙酸大肠杆菌DA19蛋白质组学的影响

对耐乙酸大肠杆菌DA19在含有不同浓度乙酸钠的氮源限制基本培养基中进行了连续培养,并利用双向凝胶电泳方法分离了稳态时菌体蛋白,再利用质谱方法对表达水平存在差异的蛋白进行了鉴定.结果表明:添加外源乙酸钠使得生物素羧基载体蛋白亚基、天冬氨酸半醛脱氢酶、巯基过氧化物酶、YgiW蛋白、外膜孔蛋白OmpC和假想蛋白等表达水平增加;而50S核糖体蛋白L9、果糖1,6-二磷酸醛缩酶、ATP合成酶α亚基和结合转移蛋白Tra T表达水平减低.由此推测,生物素羧基载体蛋白亚基、天冬氨酸-β-半醛脱氢酶、巯基过氧化物酶、YgiW蛋白和外膜孔蛋白OmpC等与大肠杆菌DA19的乙酸耐受力提高相关.     

灰色链霉菌产链霉素发酵培养基的优化

通过单因素试验考察了发酵培养基中不同的碳、氮源对灰色链霉菌产链霉素的影响,在此基础上通过正交试验对发酵培养基中4种主要组分即复合碳源（葡萄糖和玉米淀粉混合物）、黄豆饼粉、硫酸铵、磷酸氢二钾的用量配比进行优化筛选。结果表明,发酵培养基中碳、氮源及主要无机盐的用量对发酵液中链霉素的产量均有显著影响,4种因素中对产量影响最大的是复合碳源浓度,其次是K2HPO4浓度,再次是氮源即黄豆饼粉和硫酸铵的浓度。优化得到的最佳发酵培养基组成为：黄豆饼粉2%、复合碳源4%（葡萄糖与玉米淀粉质量比为5:1）、硫酸铵0.6%、K2HPO4 0.05%、MgSO4•7H2O 0.075%、NaCl 0.2%、CaCO3 0.7%,pH7.8。     

大肠杆菌乙酸代谢突变株的培养和外源基因表达

大肠杆菌JL3是JM101经诱变和连续培养所选育到的乙酸耐受性突变株，JL3在复合培养基中产生的乙酸比JM101少，菌体对葡萄糖的得率（YX／S）增加，在基本培养基M中连续培养，最大菌体得率（YG）增大，维持系数（m)降低，存在外源乙酸时，JL3对葡萄糖亲和性增加，显示较强的生长优势，在含有10g/L乙酸钠的复合培养基中，JL3／pUC19的β－半乳糖苷酶比活比JM101／PUC19提高30％。     

腺苷发酵液中有机酸的代谢规律

选取了优化过程中典型的3种含有不同碳源的培养基配方(其中配方A中含有100g／L葡萄糖,配方B中含100g／L蔗糖,配方C中含100g／L蔗糖和10g／L谷氨酸),进行摇瓶发酵生产腺苷(AR),以测定发酵液的生化参数。通过研究发酵液中的有机酸与腺苷的积累在时序性上的代谢规律,在此基础上提出了通过增强TCA循环为手段以提高目的产物产量的观点,即TCA强化论假说。     

地衣芽孢杆菌YDY高产吲哚乙酸发酵条件的优化

为了得到地衣芽孢杆菌YDY高产吲哚乙酸最佳发酵条件,通过单因素实验和正交实验分别对碳源,氮源,金属离子等培养基各成分进行了优化筛选,确定最适的培养基成分及含量,同时还对其温度、pH、培养时间、接种量等培养条件进行了优化,确定了最适的培养条件.结果表明,通过优化得到了最佳培养基配方和培养条件:培养基为麦芽糖10 g/L、蛋白胨15 g/L、CaCl_20.1 g/L、pH为8.0,最适培养温度37℃,培养时间3 d,最佳接种量为1%.在最佳培养条件下,吲哚乙酸产量可达40μg/mL以上,与优化前相比,吲哚乙酸产量提高了约17μg/mL,达到了预期目的.     

共代谢物质对特效复合菌降解焦化废水的影响

对可能影响复合菌降解焦化废水中COD和氨氮去除效果的几种共代谢碳源、氮源进行了研究.同种反应条件下,葡萄糖为碳源和氯化铵为氮源,废水中COD去除率、氨氮去除率提高程度最大.     

溶氧对谷氨酸棒杆菌发酵产谷氨酸代谢的影响

分别控制0、5%、30%3种溶氧水平进行谷氨酸分批发酵,考察了3种溶氧水平下谷氨酸棒杆菌发酵的代谢响应。结果表明,随着溶氧降低,发酵液中柠檬酸和α-酮戊二酸的含量降低,三羧酸(TCA)循环还原臂途径中的有机酸含量增加,丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸含量也有所增加,在溶氧为0时,乳酸和乙酸大量积累。通过分析不同溶氧水平下的相关酶活和胞内氧化还原状态,发现随着溶氧降低,谷氨酸脱氢酶酶活降低,乳酸脱氢酶酶活升高,胞内氧化还原电势升高,它们的共同作用使氧限制条件下发酵的代谢流流向TCA循环的还原臂途径和乳酸合成途径,导致谷氨酸产量下降。     

L-乳酸发酵培养基的研究

最终试验结果表明，发酵培养基成分为碳源为葡萄糖添加量为6％时L-乳酸的产量8.1g/l，氮源为牛肉膏添加量为2％时L-乳酸的产量9．02g/l，PH为6．5时5．62g/l，均为同一条件下的最高产酸量，最终确定最佳发酵培养基为6％葡萄糖、2％牛肉膏添、PH为6．5。     

细菌纤维素生物合成网络的构建及代谢通量分析

构建了木醋杆菌合成细菌纤维素(Bacterial Cellulose,简称 BC)的代谢网络.基于流量平衡模型,通过物料衡算和Lingo线性规划,得到发酵前期和后期BC合成的代谢通量分布.代谢通量分析结果表明,葡萄糖进入磷酸戊糖途径(PPP)和三羧酸(TCA)循环,前期菌体大量合成,BC产量较高;后期形成大量无效循环,BC产量降低.由于部分代谢流流向副产物和无效循环,减少了合成BC的代谢流,造成了碳源的浪费,所以需通过遗传改造、诱变或改变发酵条件等方法,减少副产物生成,提高BC的产率.     

复合菌群选择培养试验研究

分别采用不同的培养基对复合菌群进行了富集培养研究,试验结果表明：复合菌群富集培养的结果因富集所用的培养基和富集方法的不同而变化,其中采用复合菌培养基的培养效果优于其他培养基的培养效果;复合菌群原液中含有不同种类的微生物,通过选择培养基的定向富集培养,可以得到不同目标优势菌群;葡萄糖、蛋白胨、酵母膏是复合菌群富集培养合适的碳源和氮源．     

同型产乙酸菌株CA3及其发酵葡萄糖产乙酸条件优化

 同型产乙酸菌纯培养物的获得,可为研究其在厌氧生物处理系统中的生理生态功能以及生产化工溶剂乙酸提供种质资源。以CO₂为碳源,采用改良Hungate厌氧技术,从厌氧活性污泥中分离得到一株同型产乙酸菌CA3。该菌株为严格厌氧,卵形,G⁺,可利用H₂/CO₂产乙酸,也能发酵葡萄糖、果糖等产生乙酸。16SrRNA基因序列比对及系统发育树构建结果表明,CA3隶属Blautia sp.。菌株CA3能在20~45℃的温度范围内生长,最适生长温度为35℃,最适初始pH值为8.0。在最适条件下,菌株CA3利用H₂/CO₂产乙酸速率可达8.92mg/(L·h);以酵母粉作为氮源发酵葡萄糖时,发酵体系的乙酸浓度可达1370mg/L。     

L-天冬氨酸转化菌发酵条件的优化

利用较为便宜的水解棉籽蛋白代替蛋白胨作为氮源 ,用葡萄糖部分代替富马酸作为复合碳源 ,培养产天冬氨酸酶的大肠杆菌。结果表明 ,改变培养基配比后 ,对菌体的总体酶活力 (即对底物转化能力 )影响不大 ,转化率可达 99%以上 ,通过上罐发酵初步估算可以节约培养基碳氮源成本大约 6 0 %。     

谷氨酸棒杆菌发酵生产1,5–戊二胺的代谢流分析

为了提高糖类的利用效率,加强糖类代谢向生成尸胺的方向流动,提高尸胺产量,对谷氨酸棒杆菌合成尸胺的代谢网络进行分析,找出影响尸胺合成的代谢流量分配规律和关键节点,并通过改变溶氧及添加辅酶NADPH对关键节点进行验证.结果表明:6–磷酸葡萄糖和丙酮酸是影响碳源流向尸胺合成的关键节点,增强磷酸戊糖途径(HMP)和三羧酸循环(TCA)可以弱化由6–磷酸葡萄糖生成6–磷酸果糖和由丙酮酸生成乳酸,促进碳源向合成尸胺的方向流动,从而有效地提高尸胺产量(产量增幅为77.8%).该研究为高产尸胺的谷氨酸棒杆菌工程菌种改造以及发酵控制提供了理论基础.     

利用重组大肠杆菌生产聚-3-羟基丁酸的研究

利用携带能合成聚-3-羟基丁酸的基因的大肠杆菌E. coli XL1-Blue,优化培养基和培养条件后,进行了补料分批培养.结果表明,重组大肠杆菌E. coli XL1-Blue(pKSS105)的最适培养基为R培养基.在最佳条件下,以葡萄糖为唯一碳源培养工程菌60h后,发酵液中菌体干重达183g/ L,P(3HB)的产量为133.8g/ L,P(3HB)含量为73.1%.实验结果为P(3HB)实际应用提供了可能性的基础.     

新建产PHB基因工程菌VG1(pTU14)的碳源代谢

为解决聚 β-羟基丁酸酯 (PHB)生产过程中的高成本问题 ,构建了具有高溶氧利用能力及可自动裂解破壁的PHB高产基因工程菌 VG1(p TU14)。对该重组菌的葡萄糖耐受能力、乙酸的辅助同化作用及较廉价的淀粉水解液替代葡萄糖的可行性等进行了研究。该重组菌可以在初糖浓度2 0 0 g/ L 的培养基中良好生长 ;无机氮源乙酸铵可同时提供乙酸作为辅助碳源 ;采用淀粉水解液可以完全替代葡萄糖 ,发酵结束时菌体生长和 PHB积累均提高 ,还原糖利用率也可达到 99%以上。     

霍山石斛原球茎液体培养的营养调节

文章考察了培养基、碳源、氮源及激素组合对霍山石斛原球茎液体培养生长和多糖合成的影响。在MS、B5、N6、SH及各自1/2基本培养基中,SH最适原球茎生长,1/2MS最适多糖合成,继代培养30d,原球茎增重3.73倍,多糖质量分数为2.78mg/g。蔗糖、葡萄糖和果糖3种碳源中,30g/L蔗糖促进原球茎生长,明显优于其它体积质量的葡萄糖和果糖,提高碳源体积质量抑制原球茎生长促进多糖合成。NH+4与NO-3、NAA与BA或KT的体积质量与比例可以调节悬浮培养中原球茎生长和多糖合成,低体积质量NH+4对生长有利,高体积质量的氮源及ρ(NAA)/ρ(BA)为1∶1时,多糖体积质量较高,原球茎生长和多糖合成呈负相关关系,为优化霍山石斛原球茎液体培养条件提供了依据。     

管囊酵母D-21木糖乙醇发酵条件的优化

对一株能利用木糖产乙醇的管囊酵母D-21进行了发酵条件的优化,研究了接种量、氮源、碳源和维生素对乙醇产量和还原糖利用率的影响。结果表明:接种量过高会影响乙醇产量,以6%(体积分数)为宜;当木糖质量浓度为50 g/L,碳氮质量比为20∶1,使用酵母膏和尿素组成的复合氮源时(质量比为2∶1),发酵72 h后所得乙醇质量浓度为12.5 g/L,达到理论产量的55%;当木糖与葡萄糖的质量比为3∶1时,乙醇质量浓度为15.72 g/L,为理论产量的69%;在发酵培养基中添加质量分数为2×10-5维生素B6可使乙醇产量提高18.3%。