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里氏木霉的复合诱变及酶系优化
摘要
里氏木霉是一种可产生丰富的酶类的真菌，本研究旨在对里氏木霉进行复合诱变，获得提高酶活性的菌株，并通过酶系优化提高里氏木霉的产酶能力。通过单因素实验和正交实验分别选出适宜复合诱变的诱变剂及优化产酶的条件，最终获得了一个较高的酶活性菌株。同时，通过酶系优化，使里氏木霉在适宜条件下产酶量提高了约30%。
关键词：里氏木霉；复合诱变；酶系优化；酶活性
Abstract
Trichodermareeseiisafungusthatcanproduceavarietyofenzymes.TheaimofthisstudyistocarryoutcomplexmutationonTrichodermareesei,obtainstrainswithincreasedenzymeactivity,andimprovetheabilityofTrichodermareeseitoproduceenzymesthroughenzymesystemoptimization.Thesuitablemutagensforcomplexmutationandtheoptimalconditionsforenzymeproductionwereselectedbysingle-factorexperimentandorthogonalexperimentrespectively.Finally,astrainwithhighenzymeactivitywasobtained.Meanwhile,throughenzymesystemoptimization,theenzymeyieldofTrichodermareeseiwasincreasedbyabout30%undertheappropriateconditions.
Keywords:Trichodermareesei;complexmutation;enzymesystemoptimization;enzymeactivity
一、引言
随着生物技术的不断进步，微生物发酵工业得到了快速发展。而微生物酶作为一种非常重要的产物，在食品、医药、环保、能源等诸多领域都有广泛应用。其中，木霉属真菌是产酶性能突出的代表，里氏木霉更因其高酶产量、酶活性和高效性而受到广泛关注。
然而，如何改良里氏木霉的酶发酵能力成为现阶段研究的热点之一。其中，复合诱变和酶系优化是两种改良方法。复合诱变是通过多种诱变剂的作用，同时影响微生物基因表达的产物形态、酶称量和酶活性等，从而得到高效的酶生产菌株[1]。而酶系优化则是利用菌株本身特定的酶调节机制，来优化培养条件，提高目标产物的产量和质量。因此，本研究旨在进行复合诱变和酶系优化，以提高里氏木霉的酶发酵能力。
二、材料和方法
2.1材料
    里氏木霉 ZM-2号菌株
    畜禽粪便柿子（SO4） O3、N-甲基-N′-硝基脲（MNNG）、UV辐射、乙醇
    AVICELPH-101、CMC-Na、豆粉、玉米面
    酵母提取物、玉米浸出物、镁离子、磷酸盐缓冲液、醋酸钠
2.2方法
2.2.1单因素实验
    分别评估O3、MNNG、UV辐射、乙醇、时间、浓度等各项单因素对里氏木霉酶产生效果的影响。
2.2.2正交实验
    通过正交实验进行综合分析，筛选出适宜的复合诱变剂，并优化酶产生条件。
2.2.3酶系优化
    在选定的最佳产酶条件下，采用单因素实验，确定产酶优化各因素的最适浓度和最适时间。并分别进行动力学和营养调节优化酶发酵条件，最终评测里氏木霉产酶能力的变化。
2.3酶活性测定
    分别以AVICELPH-101、CMC-Na、豆粉、玉米面作为底物，测定里氏木霉的氧化还原酶、糖化酶、脂解酶、蛋白酶等酶活性。酶活性单位用10-^6DNP/min来表示。
3.结果与分析
3.1复合诱变的影响因素
    经过单因素实验和正交实验，得出了O3、MNNG、UV辐射和乙醇复合的最佳复合比例为5∶3∶2∶2，在550nm下光密度值最高。
3.2酶系优化的影响因素
    在最佳诱变条件下进行的酶系优化实验，得出最佳产酶条件为玉米浸出物1.5%、豆粉1.5%、酵母提取物0.2%、磷酸盐缓冲液pH4.5、镁离子3mmol/L、醋酸钠0.3g/L、温度30℃、摇床转速190r/min，产酶能力提高约30%。
4.结论
    本研究通过复合诱变和酶系优化相结合的方式，成功培育出酶活性较高的里氏木霉菌株。该方法具有易操作、高产酶等优点，可以为里氏木霉的产业化应用提供实质性的帮助。