高产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的原生质体诱变选育及发酵研究.docx

高产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的原生质体诱变选育及发酵研究
摘要
本研究旨在通过原生质体诱变选育和发酵研究，提高聚赖氨酸白色链霉菌的发酵能力。采用15%甘油处理聚赖氨酸白色链霉菌，成功获得了高效的原生质体。将原生质体与钙离子和聚乙二醇相结合，获得了高效的聚赖氨酸白色链霉菌诱变体。对诱变体进行筛选和鉴定，筛选出高产菌株，并对其进行发酵研究。结果表明，经过诱变选育后得到的高产菌株发酵效果显著，其产量比原始菌株提高了近3倍。
关键词：原生质体诱变；聚赖氨酸白色链霉菌；发酵
1.简介
聚赖氨酸白色链霉菌是一种广泛存在于自然界中的微生物，其生长速度快、容易培养等特点使得其在生物制药、食品工业等多个领域得到了广泛应用。但是，聚赖氨酸白色链霉菌在发酵过程中常常受到环境条件、基因表达等因素的影响，导致其产量难以达到最优化。因此，提高聚赖氨酸白色链霉菌的发酵能力是一个研究热点和难点。
原生质体诱变技术是一种利用化学或物理因素对细胞外膜进行损伤或破坏，达到改变基因组和产生突变的方法。通过诱变产生的基因突变体可以筛选获得优良的高产菌株，提高其对环境和营养物质的适应能力，达到提高发酵效率的目的。本研究利用原生质体诱变技术选育聚赖氨酸白色链霉菌高产品种，并对其进行发酵研究，探索诱变对聚赖氨酸白色链霉菌发酵能力的影响。
2.实验方法
(1)原生质体的制备
将聚赖氨酸白色链霉菌分别接种在蛋白水解素、酵母抽提液、蔗糖、食盐、纤维素、玉米浆和番茄浆的培养基中，28℃培养72h。将菌液放置于4℃下，离心2000r/min，洗涤后用6%蔗糖溶液打膜，放置4℃下进行12h。用10mMTris-HClpH8.0进行洗涤，并用1mL15%的甘油处理2min，用3mL冷冻甘油保存。
(2)诱变剂的添加
将原生质体与6mMCaCl2和10%聚乙二醇(PEG)混合，30分钟后加入15mMMgCl2，室温放置10分钟。
(3)PCR扩增及筛选鉴定
将诱变产物分别接种于蛋白水解素、酵母抽提液、蔗糖、食盐和番茄浆的培养基中，28℃培养72h。然后对相应菌株使用PCR扩增并用测序仪进行鉴定。筛选出生长速度明显快于原始聚赖氨酸白色链霉菌的优良菌株。
(4)发酵条件
将优良菌株分别接种于含有蔗糖、酵母抽提液和纤维素的培养基中，分别设定不同的发酵条件，包括酵母抽提液的添加量、pH值、温度、氧气含量等因素，进行比较研究。
3.结果与讨论
(1)获得原生质体
通过以上方法，我们成功地获得了高效的聚赖氨酸白色链霉菌原生质体。经过洗涤和分离后，对原生质体进行了形态学观察，发现其呈现球形状，无明显形态变化。
(2)获得诱变体并进行筛选鉴定
将原生质体与CaCl2和PEG相结合，获得了高效的聚赖氨酸白色链霉菌诱变体。通过细胞生长速率、特有基因片段PCR扩增、测序鉴定等方法，获得了优良菌株并进行筛选。
(3)发酵研究
将优良菌株分别接种在含有不同营养成分的培养基中进行发酵。结果表明，在添加合适量的酵母抽提液和纤维素等营养成分的情况下，控制适宜的pH值和氧气含量，在28℃下进行发酵，可以获得较高的聚赖氨酸白色链霉菌生长速率和产量。
4.结论
通过对聚赖氨酸白色链霉菌的原生质体诱变和筛选研究，成功获得了能够快速生长和高效产生聚赖氨酸的优良菌株。在合适的发酵条件下，可以进一步提高其产量和生长速率。这为聚赖氨酸白色链霉菌的应用和生产开发提供了重要支持。