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随机诱变丁酸梭菌及提高1,3-丙二醇产量的生物过程优化

作者:admin 发布时间:2019/10/18 浏览量:431

本期为您推荐江苏大学食品与生物工程学院齐向辉研究团队发表在《Bioresource Technology》上的一篇文章,原文题目为:Random mutagenesis of Clostridium butyricum strain and optimization of biosynthesis process for enhanced production of 13-propanediol

文章摘要内容如下:

13-丙二醇(13-PD)是一种无色、微甜、粘稠的液体,常被用作合成各种有价值的工业产品的原料之一。丁酸梭菌由于其非致病性以及独特的甘油代谢途径被认为是天然生产13-PD最具优势的微生物。但用丁酸梭菌构建生产13-PD的理想细胞工厂仍有许多困难。其中主要瓶颈之一是菌株在发酵过程中对13- PD等代谢产物的耐受性较低。

采用化学诱变剂进行随机诱变得到的菌株对代谢物的耐受性并不高,而化学诱变和物理诱变相结合对获得高耐受性菌株具有很大潜力。常压室温等离子体(ARTP)是一种新的物理诱变技术,对于代谢途径复杂的微生物,可在最短时间内获得理想的突变株。近年来,等离子体已被引入到菌种选育的热点中。

本实验为研究丁酸梭菌的随机诱变,利用亚硝基胍(NTG)和常压室温等离子体(ARTP)诱变技术从野生丁酸梭菌C.butyricum XYB11中分离出一株高13-PD耐受突变株C.butyricum YP855YP85513-PD的最大耐受性为85g/L,比野生型提高了30.8%。利用响应面法(RSM)建立的最优条件下,突变株的13-PD产量为37.20g/L,比野生型产量(28.73g/L)提高了29.48%。本实验为进一步研究丁酸梭菌突变株的13-PD生物合成提供参考。

文章精彩内容如下:

图


3 NTGARTP突变株在不同13-PD浓度下的耐受性

Fig.3 Comparison of tolerance levels between NTG and ARTP mutants to various concentration of 13-PD.

图片1


5,三维相应面显示各自变量及其相互作用对13-PD产量的影响,p<0.05

Fig.5 3D response surface plots that shows the effect of each independent variable and their interaction on the production of 13-PD at p<0.05.

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6 丁酸梭菌突变株YP855a)和野生菌株(b)在最优条件下分批发酵

Fig.6 Batch fermentation by C.butyricum mutant strain YP855aand wild strainbunder the optimum conditions.