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常压室温等离子体诱变技术在氨基酸生产菌株选育方面的应用

作者:admin 发布时间:2020/03/13 浏览量:311

氨基酸是蛋白质合成的原料,同时其自身及其代谢产物调节机体内许多重要的生命活动,如参与脂代谢、糖代谢等,为机体提供能量,维持机体内环境的稳 态,合成激素和神经递质等。自Uderka Kinoshita1957年发现谷氨酸棒杆菌天然可以分泌谷氨酸以来,科学家们通过诱变育种获得了一系列氨基酸生产菌株。近年来菌株选育技术的发展加速了育种进程,扩展了可发酵生产的氨基酸品种。目前,大多数氨基酸通过发酵法生产,氨基酸发酵产业已经成为整个发酵行业的支柱产业之一。


杨立鹏等,通过常压室温等离子体(ARTP)微生物育种技术,选育到一株高产 L-色氨酸的突变株TRP-YP-3-2。与出发菌 TRP-1201相比,该突变株生长及耗糖更快、产酸更高。色氨酸产量达到61.4 g/L,糖酸转化率达到 19.25% ,比出发菌分别提高了15.41%22.77%TRP-YP-3-2的产酸遗传稳定性研究发现经过30代培养后,仍具有很好的遗传稳定性[1] 。程功等,通过常压室温等离子体诱变技术对实验室保藏的C. glutamicum GUI089进行系列诱变。经过一系列的诱变和筛选,选育出一株L-高精氨酸(15 g/L)8-氮鸟嘌呤(0.7 g/L)抗性菌株。此菌株的L-精氨酸产量比出发菌株提高了 49.79%,且发酵液中杂酸的浓度明显降低[2]


王壮壮等,利用传统化学诱变结合ARTP 生物诱变体系,诱变选育L-异亮氨酸高产菌,经过一系列诱变和筛选,成功选育出一株突变株,该菌株产酸达26.2±0.5 g/L,比出发菌株提高了44.75%,而副产物L- 缬氨酸和 L- 亮氨酸积累量明显降低。该菌株具有潜在生产应用价值[3]


孔帅等,以谷氨酸棒杆菌23798为原始菌株,进行ARTP诱变,并对其遗传稳定性进行研究。原始菌株经过ARTP诱变处理180 s后,经磺胺胍抗性筛选、多孔板高通量筛选、发酵培养复筛,选育出一株高产L-异亮氨酸诱变谷氨酸棒杆菌B1。该菌株L-异亮氨酸产量达18.5 g/L,比原始菌株提高62.03%,且遗传性状稳定[4]


梁玲等,以高产L-谷氨酸的谷氨酸棒杆菌GY1为研究对象,首先,对谷氨酸棒杆菌GY1 原生质体的制备及再生条件进行优化,采用ARTP进行诱变,对突变株进行筛选。获得突变株 YAG117,其摇瓶发酵L-谷氨酸含量达16.3 g/L,较出发菌株提高13.9%,且连续传代五代遗传稳定。ARTP 处理 GY1 菌株原生质体,能够有效积累有利突变,提高突变株发酵生产 L- 谷氨酸的能力,获得的突变株YAG117也显示了较好的工业化应用潜力[5]


ARTP诱变技术,成功应用于氨基酸生产菌株的选育方面,在工业上具有潜在的生产应用价值。随着生物技术的发展成熟,分子手段也被应用于菌中选育,但是目前诱变育种仍是工业菌种选育最为有效的手段。


参考文献

[1] 杨立鹏, 李小刚, 魏爱英, . 基于常压室温等离子体诱变技术选育高产色氨酸突变株的研究[J]. 发酵科技通讯, 2015, 44(1).

[2] 程功, 徐建中, 郭燕风, . 常压室温等离子体诱变选育L-精氨酸生产菌及发酵条件优化[J]. 微生物学通报, 2016, 043(002):360-369.

[3] 王壮壮, 魏佳, 于海波, . L-异亮氨酸高产菌选育及其培养基优化[J]. 生物技术通报, 2019, 035(001):82-89.

[4] 孔帅, 陈敏, 郑美娟,.常温常压等离子体诱变选育高产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌[J]. 中国酿造, 2019(7):76-79.

[5] 梁玲, 黄钦耿, 翁雪清, .L- 谷氨酸工程菌株的诱变选育及其发酵效率[J].生物技术通报,2019,12,09网络首发.