重组大肠杆菌利用醋酸及乳酸为碳源合成PHB

以廉价的工业副产物醋酸及乳酸为碳源,对产PHB重组大肠杆菌进行培养,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。将来自Cupriavidusnecator的PHB合成操纵子phaCAB基因簇克隆至pBAD载体,得到产PHB菌株BL21＿pBAD＿phaCAB,以阿拉伯糖为诱导剂,在大肠杆菌中进行重组表达。分别使用LB及M9培养基,对重组菌株BL21＿pBAD＿phaCAB进行培养,研究其生长速度及PHB产量,探索产PHB重组大肠杆菌最适培养基。以添加0.04 g/L乳酸、1.2 g/L乳酸、0.02 g/L醋酸、0.6 g/L醋酸、0.04 g/L乳酸+0.02g/L醋酸、1.2g/L乳酸+0.4g/L醋酸的M9培养基(均含2 g/L葡萄糖)为实验组,以M9培养基(含2g/L葡萄糖)为对照组,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。分别取第6,12,24和36小时的培养液,分析其葡萄糖、醋酸及乳酸含量的变化。结果表明,低氮型M9培养基更适合产PHB重组大肠杆菌在低糖培养环境中生长。在葡萄糖消耗殆尽后,大肠杆菌能够以醋酸及乳酸为碳源进行代谢,因此在培养基中...     

用甘蔗渣半纤维素稀酸水解液培养饲料酵母的研究

类脱发假絲酵母[Candida papap ilo is(Ahford)Langoron ot TalicoAS2.590]在甘蔗渣半纤维素稀酸水解中生长时,能很好地利用水解液中的还原糖、葡萄糖、D—木糖和 L—阿拉伯糖,菌体对还原糖的产率为0.49—0.77克干菌体/克还原糖,可做为菌体蛋白产生菌。     

蜡样芽孢杆菌0-9菌株磷酸转移酶系统对糖利用能力分析

利用蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)0-9菌株及其衍生菌株,研究蜡样芽孢杆菌磷酸转移酶系统(phosphotransferase system,PTS)对不同糖类的磷酸化和吸收利用情况,明确该菌株的PTS糖类型,并就该菌对糖的利用能力及产胞外酶的能力进行了初步分析.结果表明,葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等均是蜡样芽孢杆菌0-9菌株的PTS糖,ptsI基因在PTS系统对糖的磷酸化过程中起到至关重要的作用,该基因功能缺失会导致突变体菌株对葡萄糖的磷酸化和吸收利用能力降低1.6倍,同时也会导致其产胞外酶的能力降低.本研究结果为深入研究蜡样芽孢杆菌0-9菌株的生防机理及基于该菌的生防制剂的研发提供了新的理论依据.     

木糖发酵重组酿酒酵母研究进展

近年来针对木质纤维素类原料生物转化乙醇的研究引起了广泛关注。乙醇的高产依赖于木质纤维素水解液中六碳糖和五碳糖的共同发酵。但是,传统产乙醇酵母酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 既不能发酵木糖, 也不能利用该五碳糖生长。因此, 研究人员尝试各种方法构建重组酵母菌以提高木糖发酵能力。作者综述了木糖发酵重组酿酒酵母菌的研究进展,包括天然木糖发酵微生物、木糖代谢途径、S. cerevisiae 的代谢工程、原生质体融合以及基因组改组技术, 同时也对目前研究存在的问题及研究前景进行了讨论。     

一株聚β-羟基丁酸高产菌株的分离与研究--Ⅱ.出发菌株的筛选鉴定及合成PHB条件的研究

从城市生活污水中分离筛选到一菌株 ,具如下主要特征 :杆菌 ,(0 .85～ 1 .2 )× (2 .0～ 5.0 )μm;革兰氏染色阴性 ;具衣鞘 ,细胞包在鞘里 ,丝状体很长 ,但无分枝 ;亚端生鞭毛 ;胞内具 PHB颗粒和异染颗粒 ;液化明胶微弱 ;菌落为光滑型和丝状两种 .经鉴定该菌株为浮游球衣细菌(Sphaerotilus natans) .该菌在 2 8℃条件下生长良好 ,细菌细胞大 ,细胞内可积累大量的 PHB.从对数期至稳定期 ,该菌株积累的 PHB量可达细胞干重的 1 9.8%     

淀粉制糖过程中关键生化参数的快速测定

建立了葡萄糖、还原糖、DE（dextrose equivalent)值等淀粉制糖过程中关键参数的快速分析方法，对淀粉制糖过程中的关键参数进行了快速测定,检测淀粉制糖过程中葡萄糖、还原糖、DE值等关键参数的变化规律。发现液化过程可以明显增加葡萄糖含量，降低麦芽三糖、麦芽四糖含量；糖化过程中随着时间延长，葡萄糖、还原糖含量逐渐增加，DE值升高。该方法可以为淀粉制糖过程控制与分析提供新的技术支持。     

重组大肠杆菌W3110（pEC901）培养过程中乙酸生成规律的研究

研究了重组大肠杆菌Ｗ３１１０（ｐＥＣ９０１）及其宿主菌在分批及连续培养中，主要糖代谢产物乙酸的生成规律。发现在分批培养过程中，乙酸主要在对数生长期产生，并当葡萄糖Ｇｌｃ耗尽时，菌体可以利用生成的乙酸作为碳源。乙酸的积累随葡萄糖初始浓度的增大而增加。以葡萄糖为限制性基质的连续培养结果表明，当比生长速率μ〉０．３３６ｈ＾－１，菌体开始产生乙酸，并且其比生成速率随着μ增大而增大，研究所得的这些规律有利于     

培养条件对蓝细菌生长及PHB积累的影响

对蓝细菌集胞藻 (Synechocystis) sp. PCC6 80 3的细胞生长及胞内聚 -β-羟基丁酸酯 (PHB)的积累进行了研究 ,以探索提高蓝细菌 PHB积累水平的可能性。野生型集胞藻于 BG- 11培养基中通气培养 ,改变氮源浓度、碳源种类、光照强度 ,测定细胞的生长及胞内 PHB的浓度。结果表明 :只有在氮饥饿培养时 ,胞内 PHB水平才会有明显提高。氮饥饿条件下 ,混养生长时收获的细胞量最多 ,弱光自养时细胞几乎不生长 ,两种条件下 PHB的积累水平相近 ,低于细胞干重的 0 .5 %。异养时细胞生长与混养时相近 ,PHB可积累至细胞干重的 1.0 %。强光自养最有利于 PHB的积累 ,生长 7d后可积累至细胞干重的 4.1%。该研究的结果可为进一步提高蓝细菌中 PHB的积累水平提供参考     

一株热纤梭菌的分离及其纤维素分解活性的初步研究

从牛粪中分离到一株能分解纤维素的高温厌氧梭状芽孢杆菌。该菌接触酶阴性,革兰氐染色阴性。细胞杆状或稍弯(5～10×0.6～0.8μm)。芽孢卵圆形,端生,直径为1.0～1.3μm。极生丛鞭毛,运动。老龄时菌体常呈长丝状(15～30×0.4～0.6μm)。以断裂方式繁殖。最适生长温度为60～65℃,最适pH为6.5～7.0。发酵产物有H_2、CO_2,乙酸、甲酸、乳酸和乙醇等。发酵液中无色素。在纤维素琼脂滚管中形成透明、直径为5～l5mm的圆形分解圈。该菌株在以蛋白胨为唯一碳源和氮源时不生长,能迅速利用葡萄糖或纤维二糖生长。在纤维素上生长时产生孢外纤维素酶,在纤维二糖或葡萄糖上生长时不产生纤维素酶。将在纤维二糖或葡萄糖上旺盛生长的菌接入纤维素培养基中时,需经过10天以上的延迟期才能恢复纤维素分解能力,说明该菌株的纤维素酶是诱导酶。酶的最适温度为65℃,pH为7.2。该菌株的形态、生理生化及酶学性质与Clostridium thermocgllum十分相似,鉴定为同一个种。     

缺氧条件下活性污泥中PHB的生物合成

在序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中驯化活性污泥,富集聚β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)积累菌,并研究驯化后活性污泥的PHB合成能力.污泥驯化采用好氧动态供料法,为期3个月.PHB合成实验在缺氧条件下进行(通气量为80.L/h,溶解氧为0.mg/L),温度为20.℃,活性污泥初始质量浓度为1.200.mg/L,乙酸钠质量浓度为931.5.mg/L(以C计).结果表明,驯化后活性污泥中PHB积累菌占优势,具有PHB合成的能力.投加乙酸钠931.5.mg/L(C),在缺氧条件下,活性污泥中PHB含量于feast(底物丰富)阶段末达最高值45.4%.feast阶段内乙酸钠消耗94%,其中53.4%的乙酸钠被转化为PHB,2.7%乙酸钠用于合成污泥活性生物量,供污泥生长.因此,好氧动态供料法驯化后的活性污泥具有较强的PHB合成能力,生长缓慢.     

不同流加发酵方式对重组枯草芽孢杆菌生产维生素B2的影响

在5 L发酵罐中培养重组枯草芽孢杆菌RH33生产核黄素,该重组菌的染色体上含有多个解除了转录调节的核黄素操纵子．由于过高的初糖浓度导致严重的代谢溢流,因此间歇发酵过程只能得到较低的菌体量和产物产量．分别采用了3种不同的流加培养方式：分批流加、恒速流加和葡萄糖限制流加来减弱代谢溢流并提高核黄素的产量．同间歇培养相比,分批流加培养能微弱提高重组菌的核黄素产量,而恒速流加和葡萄糖限制流加均能显著提高菌体量和核黄素产量．对于恒速流加培养,当流加速率为0．48 mL／min时核黄素产量和菌体量可以分别达到9．8g/L和27．3g/L对于葡萄糖限制流加培养,通过人工控制葡萄糖流加速率使培养基中的葡萄糖浓度为10～2 g/L时,重组菌RH33可以达到最高的核黄素产量和菌体量(分别为12．5g/L和34．7g/L)．在葡萄糖限制流加培养中核黄素产率约为0．06 g(核黄素)／g(葡萄糖),高于其他几种培养方式．     

不同糖源对南美白对虾Penaeus vannamei生长、成活率和虾体组成的影响

在饲料中分别添加w=20%的葡萄糖、小麦淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、蔗糖、糊精,饲养初始质量为(0.78±0.01)g的南美白对虾,经过56 d的生长试验,观察不同糖源对于南美白对虾的生长、成活率、机体营养组成的影响.实验结果表明,南美白对虾对不同糖源的利用表现出差异性,蔗糖组的成活率、特定生长率、饲料效率均最高;其他各组差异不显著.不同糖源对南美白对虾生长的影响依次为蔗糖>玉米淀粉>小麦淀粉>糊精>葡萄糖>马铃薯淀粉;对南美白对虾成活率的影响依次为蔗糖>马铃薯淀粉>玉米淀粉>小麦淀粉>糊精>葡萄糖.不同糖源对南美白对虾全虾蛋白质含量和水分含量的影响差异不大,但是糊精和马铃薯淀粉组的全虾脂肪含量明显低于其他各组,蔗糖组的全虾灰分与其他各组都没有显著性差异,葡萄糖组最高,糊精组最低.     

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。     

利用响应面法优化聚羟基丁酸混菌发酵培养基

优良的发酵培养基可明显提高PHB的产量和降低其生产成本。本研究借助Design Expect 8.0.6软件,采用Plackett-Burman试验设计法及响应面法,对二元菌混合发酵产PHB的培养基成分进行了优化。首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响PHB产量的主要因素,实验结果表明,蛋白胨、Mg SO4·7H2O和可溶性淀粉的浓度对PHB的产量贡献较大;然后通过最陡爬坡实验逼近最大响应区域;最后利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归,确定了3个主要因素的最佳浓度:蛋白胨17 g/L,Mg SO4·7H2O 0.4 g/L,可溶性淀粉39 g/L。在此优化条件下PHB产量的实验值达到7.668 g/L,与模型理论值(7.780 g/L)非常接近,是单因素试验PHB产量最大值(3.566 g/L)的2.15倍。上述研究结果为后续放大试验提供了理论基础,对PHB的工业化生产具有重要的参考价值。     

葡萄糖酶电极的制备和测试

以自制的铂电极为基础,制备了葡萄糖酶电极,并测试了淀粉-糖化酶水解液中的葡萄糖,测定的范围为2×10~(-6)～5×10~(-3)mol/L。     

产聚β-羟基丁酸芽孢杆菌的拉曼光谱快速筛选研究

【目的】探索快速筛选产生物塑料聚β-羟基丁酸(PHB)芽孢杆菌的光学手段,以期筛选到以葡萄糖或蔗糖为发酵底物的高产PHB优良菌株。【方法】应用拉曼光镊技术快速收集分离株的单个细胞拉曼光谱,分析其光谱特征。【结果】基于拉曼光谱特征峰可快速辨别细胞类型和细胞PHB含量,菌落细胞的PHB拉曼信号强度与菌株的PHB发酵能力有相关性;从不同土壤样品中分离的菌株,45%以上具有产PHB的能力,其中S-C-2菌株在3%蔗糖下PHB最大产量为5.27g/L,PHB占细胞干重70%;拉曼光谱监测发酵过程显示,不同发酵阶段发酵液的PHB总含量与单个芽孢杆菌细胞1732cm~(-1)峰的平均信号强度线性相关。【结论】拉曼光谱可以简单快速分选产PHB的芽孢杆菌,实时监测PHB发酵进程。     

解淀粉芽孢杆菌ptsGHI基因的敲除及缺陷株生长特性

在解淀粉芽孢杆菌磷酸转移酶系统中,葡萄糖主要是由ptsGHI操纵子编码的酶EI、HPr、EIIGlc转运入细胞.文中运用PCR技术,扩增出ptsG和ptsHI基因上下游的DNA片段,共约1kbp,用融合PCR连接上下游片段后,再连接到温敏型质粒pKS2上,然后电转化到解淀粉芽孢杆菌XH7中,最终构建了ptsG和ptsHI基因缺陷株.实验结果显示:在LB培养基中,tsG及ptsHI基因缺陷株的生长状况与野生型菌株无明显差异;在含葡萄糖的LB培养基中,ptsG基因缺陷株的最高菌密度比野生型菌株提高了28％,且平稳期比野生型菌株要长,而ptsHI基因缺陷株的最高菌密度比野生型菌株降低了约32％,与其在LB中的生长状况基本一致;ptsG和ptsHI缺陷株及野生型菌株经鸟苷发酵实验后,ptsG基因缺陷株的鸟苷产量比野生型菌株提高了约24％,ptsHI基因缺陷株的鸟苷产量则比野生型菌株降低了约82％.以上结果表明:解淀粉芽孢杆菌ptsG基因缺陷株具有良好的生长能力和产物合成能力.     

转基因pYBGAl酵母发酵木质纤维素水解液制备燃料乙醇

采用转基因pYBGA1酵母发酵葡萄糖及纤维二糖培养基,通过交叉实验研究了温度、酵母投入量对乙醇产率的影响;对木质纤维素进行爆破预处理,得到葡萄糖和纤维二糖的质量分数占50%预处理水解液,采用转基因pYBGA1酵母对预处理水解液发酵制备乙醇。结果表明,转基因pYBGA1酵母最佳发酵温度为28℃,最佳酵母投入量为10⁸mL^-1;当水解液中糖浓度为20g/L时,预处理水解液发酵得到乙醇的最大浓度可达6.8g/L。     

以魔芋多糖为碳源的产聚羟基丁酸酯菌的筛选、鉴定及发酵研究

为充分利用发酵魔芋低聚糖所产生的菌体废弃物,降低微生物发酵法生产聚羟基丁酸酯(PHB)的成本,从云南省种植魔芋的土壤中分离得到一株以魔芋多糖为唯一碳源生长的菌株LKH,该菌可以分泌β-甘露聚糖酶水解魔芋多糖生长,并在胞内积累PHB。经形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析表明,菌株LKH归属于依利诺斯类芽孢杆菌。红外光谱和气相色谱分析结果显示,以魔芋多糖为碳源培养的细菌胞内提取的白色薄膜物质中含有PHB。当氮源(NH_4Cl)浓度为0.2g/L时,菌体以魔芋多糖为碳源合成的PHB质量最高可达0.85g/L,其含量达到69.55%,提取率为93.29%。     

厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸菌及耗氢作用

 在对连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵产氢系统中的活性污泥进行分子生物学分析,判断系统中有同型产乙酸菌存在的基础上,通过活性污泥的间歇培养试验,探讨了同型产乙酸作用对活性污泥发酵系统产氢效能的影响.结果表明,CSTR发酵产氢系统的活性污泥中,一种隶属真杆菌属(Eubacterium)的同型产乙酸菌在活性污泥微生物群落中达到了优势程度;以葡萄糖为底物时,同型产乙酸菌的耗氢代谢,可使厌氧活性污泥对葡萄糖的氢气转化率及产氢率分别降低31%和34%,耗氢速率可达0.33mmol/(g·d).