cAMP在红曲霉蓝光诱导途径中的作用

蓝光可以调控红曲霉次生代谢以及孢子生殖,但具体调控机理还未知.为研究腺苷-3',5'-环化一磷酸(cAMP)在蓝光调控红曲霉产孢及桔霉素代谢的作用,在接种红曲霉MX1的YES发酵培养基中添加可诱导红曲霉细胞内cAMP生成的氨茶碱,观察桔霉素产量及红曲霉产孢变化.结果表明,当培养基中氨茶碱浓度为10 mmol/L时,桔霉素产量和分生孢子数分别提高了1.90倍和2.97倍.培养基中氨茶碱浓度为15 mmol/L时,红曲霉子囊孢子数提高了2.84倍,这与蓝光对红曲霉次生代谢及孢子产生调控结果一致.推测蓝光可能是通过cAMP信号途径对红曲霉的产孢及桔霉素进行代谢调控的.     

无机盐MgCl2和微量金属离子Zn2+对克拉维酸产量的影响

对本实验室UV诱变获得的棒状链霉菌Streptomyces clavuligerus B71-14在优化培养基配方的基础上,考察不同微量金属离子对克拉维酸发酵产量的影响,确定Zn2 对其发酵产量有比较明显的促进作用.进一步考察不同添加浓度MgCl2和Zn2 对克拉维酸合成趋势的影响,确定在本实验发酵培养基中MgCl2和Zn2 的最佳添加量分别为1.5 g/L和0.05 g/L最佳添加浓度,并在最适添加浓度下考察其对发酵代谢过程参数的影响,其最高产量与不添加相比分别提高了45.76%和63.10%.     

产生埃博霉素的纤维堆囊菌的分子筛选

为寻找潜在的产生埃博霉素(epothilone)的纤维堆囊菌(Sorangium cellulosum),以埃博霉素生物合成基因簇中的epoA,epoC和epoK基因为探针,分别对60株不同土壤样品来源的纤维堆囊菌的DNA样品进行PCR筛选.筛选结果得到了7株阳性菌株,进一步对其进行发酵和粗提物的HPLC-MS分析,检测结果显示3株菌XMU-Nc-03,XMU-So-64和XMU-So-112能产生埃博霉素B,其中XMU-So-112的产量最高.本实验在筛选产埃博霉素活性菌株的同时,还建立了一个快速可靠的发现埃博霉素产生菌的方法.     

葡萄糖对莱茵衣藻生长和产氢的影响

通过在莱茵衣藻的培养基中添加葡萄糖,考察了葡萄糖对莱茵衣藻生长及产氢的影响。结果表明,在Tris Acetate Phosphate (TAP)培养基中添加葡萄糖对莱茵衣藻生长有利,最佳葡萄糖浓度为03g/L,藻细胞数和叶绿素浓度分别提高了12.8％和16.4％。在产氢培养基中,添加葡萄糖对莱茵衣藻产氢也有促进作用,氢气产量提高了27％。     

前体物质对阿维菌素生物合成的影响

研究了前体物质添加对阿维菌素生物合成的影响。结果表明，丙酸钠是比乙酸钠更佳的阿维菌素合成前体物质；发酵培养48h，在发酵培养基中添加10mmol／L的丙酸钠，至发酵培养96h时阿维菌素发酵单位最高，可达5157．89μg/mL；与不添加前体物质相比，阿维菌素发酵单位提高了105．94％。     

胀果甘草愈伤组织生长和多糖合成的调控

为了研究培养基基本成分、碳源以及离子浓度对甘草愈伤组织生长和多糖合成的影响,以MS,6,7-V为基本培养基,改变碳源、PO43-及Ca2+浓度,分析胀果甘草愈伤组织生长及多糖产量.结果表明:MS培养基附加蔗糖最利于甘草愈伤组织生长,6,7-V培养基虽利于甘草多糖的合成但不利于愈伤组织生长从而影响多糖产量.当培养基中PO43-浓度为1.25mmol/L、Ca2+浓度为2.99mmol/L时,甘草愈伤组织生长量积累最高,同时对多糖的生物合成也最为有利.高浓度的PO43-和Ca2+有利于甘草多糖的合成,但不利于愈伤组织的生长.研究结果为利用生物工程手段进行甘草多糖的产业化生产提供参考数据.     

氮源对庆大霉素合成与分泌的影响

研究了无机与有机氮源对庆大霉素合成与分泌的影响。分别在初始培养基中及进入生物合成期的发酵液中添加硫酸铵、硝酸钠和各种氨基酸，初始培养基中添加硫酸铵浓度为0.1g/L时，总效价提高了23％，同时，硫酸铵对庆大霉素组分也有一定影响。在培养至24h添加8g/L硝酸钠，总效价提高55％，而在初始培养基中分泌率提高了33％，在生物合成期添加0.8g/L赖氨酸，总效价提高了64％，同时在静息细胞培养基中进行验证实验。     

利迪链霉菌A02产纳他霉素补料分批发酵参数的优化

 为建立利迪链霉菌（Streptomyces lydicus）A02 生产纳他霉素的高产发酵工艺,对其补料分批发酵的主要参数进行了优化。利用pH 值实时监控自动补料摇床辅助优化,筛选出利迪链霉菌A02 产纳他霉素的适宜pH 值范围,以此为控制点进行30 L自动发酵罐补料分批发酵实验,通过分析软件发酵之星（Biostar）5.0 检测分析主要发酵参数动态趋势曲线与纳他霉素产量的相关性。结果显示,菌株A02 最适于纳他霉素生物合成的发酵过程多参数优化组合为：培养温度30℃,pH 值控制在6.25~6.29 范围内,溶氧（DO）为20%~30%,摄氧率（OUR）和CO₂释放率（CER）分别为25~15 mmol/（L·h）和20~12 mmol/（L·h）,氨基氮含量0.20~0.23 g/L,还原糖保持1.5%左右,至88 h 后自然下降,至112 h 为0.32%;此时纳他霉素质量浓度达最高值,发酵上清液中为2.02 g/L,发酵液中为6.98 g/L,较不控制pH 值的对照分别提高28.66%和69.83%,为较好的发酵终点。通过优化调控主要发酵参数有效提高了利迪链霉菌A02 生产纳他霉素的发酵水平。     

紫杉醇生物合成代谢调节方法的研究

通过实验研究了紫杉醇生物合成代谢调节方法及一些相关调节因子的作用效果.结果表明,5＇-AMP对紫杉醇生物合成有显著抑制作用,而外加一定水平ATP(50mg/L)对紫杉醇合成有促进作用.因此,蛋白质磷酸化要比其去磷酸化调节更有利于紫杉醇合成.在生产培养基中加入2.5mg/L的三十烷醇使培养体系中紫杉醇产量提高了14倍,而加入13.4mg/L的苹果酸使培养体系中紫杉醇产量提高了15.2倍.此外,α-蒎烯与松油醇及樟脑三种物质同时添加对紫杉醇生物合成的促进作用比各物质单独使用效果更好.     

褐黄孢链霉菌生产纳他霉素工艺条件研究

目前,国内纳他霉素产量低,为提高其产量,实现其工业化生产,主要对褐黄孢链霉菌ATCC 13326发酵生产纳他霉素的培养条件及前体添加策略进行研究.得出最佳培养条件为:培养温度28℃,种龄40～44 h,接种量10%,装液量10%,初始pH 7.3,发酵24 h时加入O.6%的前体丙酸钠.在此条件下摇瓶分批发酵生产纳他霉素的产量可达到6.87g/L,比未添加前体的纳他霉素产量(3.72 g/L)提高了84.7%.利用10 L发酵罐进行纳他霉素的发酵研究,在最优培养条件下,发酵罐中的纳他霉素产量可达到8.34 g/L,比摇瓶分批发酵生产纳他霉素产量(6.87 g/L)提高了21.4%.     

aurT基因对金褐霉素生物合成的调控及其作用机制

通过分子克隆技术获得了金褐霉素生物合成基因簇中新基因aurT(Genbank登录号:MH247109.1),并利用高效表达、基因敲除、高效液相色谱(HPLC)和生物信息学技术分析了aurT基因功能及其对金褐霉素生物合成的调控作用,以期为提高金褐霉素发酵产量奠定理论基础。研究结果表明:AurT属于RhtB家族调节因子,是金褐霉素生物合成的氨基酸转运蛋白;aurT基因高效表达菌株(♂aurT)的金褐霉素产量增加了1.3倍;aurT基因敲除菌株(ΔaurT)的金褐霉素产量减少了65%,但金褐霉素的产量没有完全被抑制,说明aurT对金褐霉素生物合成的调控过程不同于途径特异性调控基因aurJ3M。比较了4种不同的PI因子结构类似物(1,2-丙二醇、丙三醇、乙二醇、三乙醇胺)对金褐霉素合成的调控作用,结果表明:0.4 mL的丙三醇对金褐霉素生物合成的调节效果最佳;发酵时间达到96 h时,外源添加丙三醇后,ΔaurT菌株的金褐霉素产量为784μg/mL,而未添加的产量为244μg/mL;进一步通过RT-PCR反应验证在野生型菌株培养中添加丙三醇后,增加了aurT基因的转录水平和表达,说明PI因子结构类似物与基因簇中的特异性受体结合并启动了相关基因的表达,aurT是通过介导PI因子的胞外运输来参与金褐霉素的生物合成与调控的。     

Ce(NO_3)_3对盾叶薯蓣茎段愈伤组织生长和不定根诱导影响的研究

为研究硝酸铈对盾叶薯蓣快速繁殖的影响,采用以盾叶薯蓣茎段为外植体,在其愈伤诱导培养基、丛生芽培养基及生根培养基中添加不同浓度的Ce3+.结果表明,含Ce3+为5 mg/L的培养基可显著提高愈伤组织诱导率,含Ce3+1 mg/L的培养基丛生芽诱导率最高;1~15 mg/L的Ce3+对盾叶薯蓣组培苗生根有明显的促进作用,5 mg/L的Ce3+显示出最强的促进效应.可以认为,一定浓度Ce3+对诱导愈伤组织生长、丛生芽萌发及不定根生长有促进作用,但高浓度的Ce3+均对其呈现抑制效应.     

柠檬酸钠对L-异亮氨酸发酵及代谢流量分布的影响

分析黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)中L–异亮氨酸生物合成途径得知,添加柠檬酸钠利于L–异亮氨酸发酵.通过考察柠檬酸添加量对副产物含量、菌体生物量、菌体比生长速率及L–异亮氨酸产量的影响,得出柠檬酸钠的最适添加量为2.0 g/L.应用代谢流分析方法研究了柠檬酸钠对L–异亮氨酸发酵中后期细胞内代谢流分布的影响.结果表明,在初始发酵培养基中添加2.0 g/L柠檬酸钠后,合成副产物的代谢流量明显减少,EMP途径代谢流从63.34减弱至46.54,而L–异亮氨酸的生物合成代谢流增长至23.28,较添加前提高了5.91%,且产量提高了7.87%.因此,发酵过程中添加柠檬酸钠可有效减少副产物的生成,提高L–异亮氨酸生物合成途径的代谢流量.     

钙对NaCl胁迫下百合花粉萌发、脯氨酸含量和SOD活性的影响

以百合花粉为实验材料,采用花粉液体培养法探讨了植物信号物质钙在NaCl抑制百合花粉萌发中的作用.结果表明:NaCl对百合花粉萌发有抑制作用,抑制程度随培养基中NaCl浓度的增大而加强,甚至完全抑制花粉萌发,NaCl显著抑制百合花粉萌发的浓度为25 mmol/L,此时花粉萌发率下降到32.3%,仅为对照的52.5%.Ca(NO3)2能够部分缓解NaCl对百合花粉萌发的抑制作用,其缓解作用的浓度为1.5~3mmol/L,其中以2 mmol/L对NaCl胁迫的缓解效果最佳,花粉萌发率达到最大,为50.7%.超过此浓度范围后,缓解作用下降,甚至出现抑制作用.NaCl胁迫条件下,外源钙显著降低盐胁迫下萌发花粉的脯氨酸含量而增加SOD活性.     

Taguchi法优化Bacillus amyloliquefaciens fmb50产surfactin工业发酵培养基

采用田口方法（Taguchi method）对影响surfactin生产的各因素进行筛选,并对显著因子的水平进行优化后得出最佳配比。统计分析结果表明：玉米粉、硝酸铵和O₄^3-对其产量影响显著。获得高产工业发酵培养基的配方为：玉米粉35g/L,硝酸铵为15g/L,尿素6g/L,O₄^3- 20mmol/L,Mn²⁺ 0.5mmol/L,Mg²⁺ 0.1mmol/L,Cu²⁺ 12.8μmol/L,Fe²⁺ 1μmol/L,Ca²⁺ 0.5μmol/L。此培养基surfactin产量达2294.28mg/L,较原有Landy培养基产量提高15%,生产成本降低40%,为实现surfactin的工业化生产提供了基础。     

癸酸钠抗性菌株产达托霉素培养条件的响应面优化

为提高玫瑰孢链霉菌(Streptomyces roseosporus)NRRL 11379产达托霉素的能力,在实验室已有研究基础上对生产菌株进行癸酸钠抗性筛选,得到癸酸钠抗性株D1000-S3-2-P2000,经验证其能够耐受高癸酸钠浓度.此外,使用因子筛选和响应面设计对发酵培养基进行氨基酸、维生素、微量元素种类的筛选和优化,最终确定培养基组成为(g/L):酵母提取物11,(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O 0.86,葡萄糖10.7,糊精72,糖蜜7.2,组氨酸1.7,天冬氨酸1.3,L-天冬酰胺0.74,硫辛酸0.007 92,ZnSO4.7H2O 0.55.利用此培养基进行摇瓶和发酵罐分批发酵培养得到达托霉素产量分别为42.38和411mg/L,分别是优化前的2.52倍和1.46倍.     

Zn2+、Co2+和DMBI对脱氮假单胞杆菌发酵生产VB12的影响

考察了Zn2 、Co2 和DMBI(5,6-二甲基苯并咪唑)对脱氮假单胞杆菌(Pseudomonasdenitrificans)生物合成VB12的影响.结果表明:在发酵培养基中添加一定量的Co2 和DMBI能显著提高VB12的生物合成量,而添加Zn2 能提高发酵液中ALA(δ-氨基乙酰丙酸)和PBG(胆色素原)的合成量,从而促进VB12的合成.在此基础上,利用DPS数据处理系统(Data ProcessingSystem)的二次回归旋转中心组合实验对Zn2 、Co2 和DMBI 3个因素进行优化,确定了ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、DMBI在发酵培养基中的最佳浓度分别为141.11、222.68和77.33 mg/L,经过优化后发酵液中(发酵96 h)VB12的浓度由69.36 mg/L提高到了78.23 mg/L.     

埃博霉素-菌蜕系统抑制肿瘤细胞增殖作用

利用大肠杆菌菌蜕搭载埃博霉素B(BG-Epo B),研究其对Hela细胞增殖的抑制作用,并且对搭载条件进行优化。MTT实验结果显示,BG-Epo B对Hela细胞的毒性作用显著大于游离埃博霉素B(Epo B,p0.05),IC50值为8.2 mg/L,透射电镜观察发现,BG-Epo B对Hela细胞的杀伤力增强。     

利用大肠杆菌工程菌生产2,3-二磷酸甘油酸的研究

通过基因工程的方法,将表达人源BPGM(bisphosphoglycerate mutase二磷酸甘油酸变位酶,E.C.2.7.5.4.)的质粒转化入大肠杆菌内,并进行培养条件的优化摸索,通过向培养基内加入葡萄糖使大肠杆菌大量发酵生产2,3-BPG(2,3-bisphosphoglycerate,2,3-二磷酸甘油酸).结果表明,当培养基中葡萄糖质量浓度为10 g/L,诱导时间为4 h,大肠杆菌工程菌表达的2,3-BPG含量最高.如果诱导后加入终质量分数为0.5%的Tween 80可以有效促进2,3-BPG分泌到培养基中.诱导后4 h添加新培养基,补加葡萄糖可以使2,3-BPG的产量提高1倍,达到7.5 mmol/L.     

不同浓度NaCl处理对盐地碱蓬萌发及生长的影响

用不同浓度NaCl盐溶液(0mmol/L、25 mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L、250 mmol/L、300 mmol/L)处理盐地碱蓬种子,观察种子的萌发情况及可耐受盐胁迫的程度.再用0mmol/L、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L、400 mmol/L的NaCl盐溶液处理幼苗,观察碱蓬幼苗在不同浓度NaCl胁迫下生长情况及地上、地下部分的K+、Na+离子分布情况.实验结果表明:浓度在25 mmol/L~50 mmol/L区间内的NaCl盐溶液对碱蓬种子萌发有促进作用,在盐浓度为300 mmol/L碱蓬种子仍有30%的发芽率.经不同浓度NaCl溶液处理的碱蓬发现100mmol/L的NaCl盐溶液胁迫下,能明显提高碱蓬幼苗的株高、鲜重和干重;200 mmol/L的NaCl盐溶液对幼苗的物质累积可能起促进作用;且地上、地下部分的K+含量随处理浓度的增加而降低,而Na+含量却是逐渐积累,两者均不是线性关系.