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常压室温等离子体诱变技术在抗生素生产菌株选育方面的应用

作者:admin 发布时间:2020/03/30 浏览量:320

从自然界分离的抗生素产生菌是野生型菌株,生产能力通常很低,不能作为生产菌种。如何改善抗生素产生菌的菌种质量成为人们始终不懈探索的问题之一。到目前为止,抗生素产生菌的菌种选育方法主要有:自发突变育种、诱变育种、原生质体融合和基于基因工程技术的育种方法等。自发突变效率比较低,进展慢,原生质体融合及基因工程技术的育种方法,对技术和设备要求较高,过程复杂,费用较大,且成功率较低,相对而言,诱变育种操作简便,速度快、收效大而且诱变手段多样,是实验室及生产上最为常用的高产菌株的育种方式,特别是对遗传背景不很清楚的对象,诱变育种更是必不可少。抗生素产生菌通过诱变育种可以提高产量,减少杂质,提高纯度,改进发酵工艺等。


沈小静等利用常压室温等离子体诱变(ARTP)和紫外照射对红霉素产生菌进行复合诱变,得到4株产量明显提高的突变菌株,4株菌的平均发酵效价较出发菌株提高25.2%;其中一株(12#菌株)经发酵摇瓶验证,红霉素发酵单位比出发菌株提高了28.6%,且遗传稳定性良好[1]。为提高红霉素发酵单位,还采用筛选自身代谢产物突变株的方法,将突变株进行常压室温等离子体(ARTP) 诱变和耐受高浓度DMSO处理。结果显示,36 h向发酵瓶中添加30000 μg /m L红霉素,筛选得到化学效价比对照提高22.4%的菌株。DMSO最适添加时间为发酵48 h,最适添加剂量为0.2%,其可提高发酵单位10.1% [2]


高芳霞等,通过对达托霉素产生菌进行诱变选育研究,以期获得达托霉素高产菌株。采用常压室温等离子体诱变育种技术,结合紫外诱变技术对达托霉素产生菌玫瑰孢链霉菌进行复合诱变,并以谷氨酸钠耐受为选择压力进行理性筛选。经诱变选育获得一株达托霉素产量达到3.9 g/L的突变株Q12.63#,发酵单位较出发菌株提高了37%。常压室温等离子体及紫外复合诱变方式,结合谷氨酸钠耐受性筛选模型,达托霉素产生菌正突变几率高,可有效提高菌株的达托霉素产量[3]


周剑等,采用ARTP技术对玫瑰孢链霉菌进行诱变,结合达托霉素合成前体结构类似物癸酸氨和快速利用氮源的结构类似物甘氨酸对达托霉素产生菌进行抗性选育。经诱变选育获得一株突变株FIM-D1568摇瓶效价达到380 mg/L,发酵单位较出发菌株提高了35.7%;常压室温等离子体结合甘氨酸及癸酸氨耐受性筛选模型,达托霉素产生菌正突变几率高,可有效提高菌株的达托霉素产量[4]


田江涛等,探索庆大霉素C1a含量的快速检测方法,实现诱变菌株的高通量筛选。对庆大霉素C1a单组分生产菌株进行ARTP、LiCl、微波和ARTP+LiCl诱变,通过高通量筛选获得高产菌株,并在5L发酵罐中对高产稳定性菌株进行验证。筛选获得了10株高产菌株,其中AL324菌株与出发菌株相比,摇瓶效价提高了52%;通过稳定性传代实验,获得了4株高产稳定性菌株。5L发酵罐验证实验表明AL324与出发菌株相比效价提高了81.3%[5]


参考文献:

[1] 沈小静, 张萍, 石彦鹏. 常压室温等离子体结合紫外诱变筛选红霉素高产菌株[J].中国兽药杂志, 2015, 000(001):19-23.

[2] 沈小静, 张萍, 石彦鹏. 耐受自身代谢产物及耐二甲基亚砜红霉素高产菌株的选育[J]. 中国兽药杂志, 2015, 049(009):19-24.

[3] 高芳霞, 俞岩青, 王昆蓉, . 常压室温等离子体及紫外复合诱变选育达托霉素高产菌株[J]. 中国抗生素杂志, 2016(41):428.

[4] 周剑, 张引. 达托霉素产生菌前体物耐受选育及其流加补料发酵[C]// 第十三届全国抗生素学术会议论文集. 2017.

[5] 田江涛, 李敏超, 杭海峰,. 紫外分光光度法快速测定庆大霉素C1a含量在高通量筛选中的应用[J]. 中国抗生素杂志, 2019, 44(01):63-71.