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应用基因组改组技术选育耐高温谷氨酸生产菌

刘苗  
【摘要】: 谷氨酸是世界上第一大氨基酸产品。温度是谷氨酸发酵控制的主要参数之一,选育耐高温谷氨酸菌株,有利于减少谷氨酸生产过程中因维持发酵温度所产生的能耗,增加味精生产的经济效益。本文运用基因组改组技术选育耐高温谷氨酸生产菌,经过多轮改组,筛选获得耐温性能增强的突变株,并对其中一株F343的发酵性能进行初步研究。 本实验室收集到的9株谷氨酸产生菌,经温度特性和产酸特性比较,选出SW07-1和SW07-2为原始出发菌株。采用对数生长中前期菌龄(5 h)的菌体进行诱变处理,UV照射5 min,或浓度1.0 %(v/v)的DES处理30 min,或X射线照射35 min。SW07-1经X-射线、UV、DES诱变,筛选得到5株耐温性略有增强,且38℃下发酵谷氨酸产量相对提高的正突变株:SW07-1-1,SW07-1-2,SW07-1-3,SW07-1-4, SW07-1-5;SW07-2经过UV、DES诱变,筛选得到3株耐温性和产酸加强的突变株SW07-2-1,SW07-2-2,SW07-2-3。 研究了原生质体制备、灭活标记和融合条件。得出SW07-1、SW07-2菌体青霉素钠前处理浓度为0.2 u/mL,处理时间分别为2 h和1 h,溶菌酶浓度为1.0 mg/mL,37℃酶解15 h制备原生质体。原生质体紫外灭活时间为30 min,60℃热灭活时间为120 min。原生质体融合条件为PEG6000浓度35 %,融合温度32℃,融合时间30 min,此时融合率达2.6×10-5。 用A、B两种不同流程进行基因组改组。A流程中,以SW07-1-1,SW07-1-2,SW07-1-3,SW07-1-4, SW07-1-5为出发菌库,经两轮改组筛选得到5株性能较好的改组菌株,其在高温38℃下的平均产酸比其出发亲株(SW07-1)提高37 %;B流程中,以SW07-1-1,SW07-1-2,SW07-2-1,SW07-2-2,SW07-2-3为出发菌库,经过三轮改组后,筛选得到5株性能较好的改组菌株,在38℃下的平均产酸达到(56.5 g/L),其中F343产量较其较高的出发亲株(SW07-1)提高66 %。 初步研究改组菌F343的发酵性能,F343在35℃-41℃不同温度下发酵,其谷氨酸产量和菌体浓度均比原始出发菌株SW07-1高。通过玉米浆浓度和初步补加糖摇瓶试验,菌株F343在38℃下发酵40 h产酸达到78 g/L,转化率可达55 %。


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