[目的]为选育出高度耐酸性酒酒球菌(Oenococcus oeni)突变菌株,研究其胁迫耐受性能及苹果酸-乳酸发酵(malolactic fermentation,MLF)能力.[方法]以酒酒球菌SD-2a为出发菌株,通过常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变技术,筛选高耐酸性酒酒球菌突变菌株,并探究其乙醇耐受性及在模拟酒和葡萄酒条件下的MLF能力.[结果]经过ARTP诱变处理后,利用pH 3.0的胁迫传代培养和分离纯化等,获得了 5株p-葡萄糖苷酶活性较好的耐酸突变菌株,且在高乙醇浓度下表现出了较好的耐乙醇性.其中突变菌株ARTP-2在模拟酒中的β-葡萄糖苷酶活性和L-苹果酸累积降解量最高,且其在葡萄酒中L-苹果酸降解速率快于出发菌株,在第18天完成MLF,发酵后的葡萄酒香气成分的含量显著高于接种SD-2a的酒样.[结论]突变菌株ARTP-2具有良好的胁迫耐受性和MLF能力,对葡萄酒的香气起到积极的作用,为进一步开发优质的MLF商业发酵剂奠定基础.

以野油菜黄单胞菌为出发菌株,进行常压室温等离子体(ARTP)诱变,筛选产黄原胶的优良菌株.研究结果表明:以菌落直径为初筛指标,共获得5株诱变菌株;进一步以黄原胶产量和黏度为复筛指标,获得1株优良菌株X20.其黄原胶产量与黏度分别为3.52 g/L和77.30 mPa·s,比出发菌株分别提高77.78％和40.03％.经过10次传代培养,诱变菌X20具有较好的遗传稳定性.不同环境因子都会影响X20的发酵性能.以谷氨酸为氮源时,黄原胶产量及黏度均最高,分别为7.30 g/L和495.50 mPa·s,比出发菌分别提高43.27％和22.29％.高质量浓度谷氨酸(大于1 g/L)会显著抑制出发菌株和X20的发酵液黏度,4 g/L谷氨酸使其黏度分别降低至21.8 mPa·s和25.93 mPa·s.不同初始pH条件下X20的黄原胶黏度均高于出发菌株,且X20更适应pH 6.5的发酵环境,黏度可达546.5 mPa·s.随着盐度增加,诱变菌株的黄原胶产量增加、黏度下降,且都高于出发菌株.当盐度为8 g/L时,X20的黄原胶产量和黏度分别为12.19 g/L和331.23 mPa·s,比出发菌株分别高23.05％和109％.X20的发酵液黏度在不同温度(20℃～80℃)及高矿化度(28.90 g/L)条件下均保持稳定,且始终优于出发菌株,具有一定的工业应用潜力.

[背景]海上油田见聚后产出水硫化物超标,影响到注聚水的配聚黏度,采用生物脱硫时,由于常规除硫菌难以适应除油后产出液的高温,使得脱硫效果不佳.[目的]分析海上采出液水处理过程的菌群结构,明确生物处理各节点的菌群构成变化;开展耐高温脱硫菌驯化筛选,获得耐高温的高效脱硫菌.[方法]采集来自胜利油田海三站的水样,以 16S rRNA基因高通量测序技术分析样本菌群结构,并分别在不同温度(55、60 和 65℃)下的无机富集培养基中进行多轮转接驯化,结合常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变技术筛选获得耐高温的脱硫菌群,采用宏基因组测序技术分析富集菌群的组成,并测定其脱硫能力.[结果]处理前的采出液水样含有较多的嗜热菌和硫酸盐还原菌,如 Thermodesulfovibrio、Pseudothermotoga、Thermolithobacter、Fervidobacterium、Thermovenabulales和Pseudomonas;以厌氧气浮除油工艺处理的出水中,嗜氢菌属(Hydrogenophilus)成为最主要的优势菌,该菌在中心三平台外输水中相对丰度占比为 76%,在注聚平台水中相对丰度占比为 84%.然而经过不断提高温度的驯化富集后,菌群中栖热菌属(Thermus)微生物占主要优势,相对丰度占比可达 89.4%,此外也有少量嗜氢菌等;等离子体诱变后进一步提高了脱硫的效率,筛选获得的诱变后菌群在 65℃可将培养液中 8.88 mg/L的硫化物快速去除,去除率最高达 100%,去除速率高达 0.49 mg/(L·h).[结论]通过对水样中菌群进行高温驯化和等离子体诱变,获得了耐 65℃高温的高效脱硫菌群,提升了配聚水硫化物脱除效果,对高温油田的开发意义重大.

采用常压室温等离子体技术(Atmospheric Room Temperature Plasma,ARTP)对雪白白僵菌FIM-1809 菌株进行诱变,得到一株遗传稳定性较高的突变高产菌FIM-1809-7,其产环孢菌素A能力较初始菌株提高约39%.通过单因素和正交设计试验优化,确定最佳发酵培养基组分及培养条件为:玉米浆粉6%、可溶性淀粉12%、葡萄糖1.2%、蛋白胨2%,pH 5.6,菌种菌龄为 72 h,接种量10%,装液量70 mL/500 mL,发酵时间8d,最终突变菌株产环孢菌素A效价较出发菌种增加了约53%.结果表明,采用ARTP技术结合发酵条件优化能够有效提高雪白白僵菌产环孢菌素A的能力,为该菌株的工业化应用奠定了良好的基础.

目的 获得高产的工业微生物产生菌.方法 采用ARTP诱变的方式来获得头孢菌素C的高产突变株.通过对突变菌株采用混合培养筛选与高通量生物检测相结合的高效筛选方法.结果 最终选育获得高产菌株G6.与出发菌株W-6相比,G6在摇瓶中产头孢菌素C的能力提高了19.75％.结论 ARTP诱变方法是一种高效的头孢菌素C高产菌株选育方法.其正突变几率高,可有效提高菌株的头孢菌素C产量.

目的 为选育替考拉宁的高产菌株.方法 采用常压室温等离子体(ARTP)技术对替考拉宁产生菌Actinoplanes teichomyceticus FIM-68的孢子进行诱变,诱变处理的孢子悬液涂布在含替考拉宁致死浓度的培养基平板上培养,获得替考拉宁抗性突变株,通过摇瓶发酵对替考拉宁抗性基因突变株进行筛选.结果 获得一株遗传性状稳定的替考拉宁高产菌Actinoplanes teichomyceticus FIM-68-66菌株,其产替考拉宁能力提高了2倍.结论 这是首次报道采用常压室温等离子体诱变技术有效提高替考游动放线菌产替考拉宁能力,所获得的替考拉宁高产菌株可望用于替考拉宁的工业化生产.

Enopeptin A是一种缩酚酸肽类化合物,具有抗菌、抗病毒等生物活性.以本实验室保藏的链霉菌SIIA-H7264为出发菌,通过紫外(Uy)照射、甲基磺酸乙酯(EMS)诱变、亚硝基胍(NTG)诱变以及常压室温等离子体(ARTP)诱变,获得l株高产突变株A-21,其发酵产物Enopeptin A的产量较出发菌株提高了3倍.对发酵条件、发酵培养基组分进行单因素及响应面优化试验,最终EnopeptinA的产量达到1750μg/mL,较初始工艺提高了2.98倍.

目的 筛选获得阿维拉霉素A含量高的菌株,进一步提高绿色产色链霉菌(Streptomyces viridochromogene)发酵阿维拉霉素的水平.方法 对绿色产色链霉菌AVL4(S.viridochromogene AVL4)菌株原生质体制备及再生条件进行了优化,并在此基础上,采用ARTP诱变系统对其原生质体进行了诱变研究.结果 S.viridochromogene AVL4原生质体制备和再生的最佳条件为:以活化斜面转接至种子摇瓶培养24h的菌丝体为出发菌丝体,以SMM溶液作为渗透压稳定剂,采用12mg/mL的溶壁酶,30℃酶解反应60min.以原生质体为诱变对象,ARTP处理40s后的菌株经菌落形态初筛和摇瓶发酵复筛,获得一株编号S251的菌株,其摇瓶发酵阿维拉霉素的生物效价较出发菌株提高19.3％,其中,阿维拉霉素A占组分含量81％,较原始出发菌株AVL4含量提高6.4％,而且斜面连续转接五代遗传相对稳定.另外,成功实现变株S251的50L罐发酵验证,其产素水平最高达到4500U/mL,较对照菌株AVL4提高27.4％.结论 ARTP处理AVL4菌株原生质体,能够有效提高绿色产色链霉菌产阿维拉霉素的能力,获得的变株S251具有非常好的生产阿维拉霉素的工业化应用潜力.

目的 通过对达托霉素产生菌进行诱变选育,以及前体物补料发酵方式提高达托霉素的产量.方法 采用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)技术对玫瑰孢链霉菌进行诱变,以癸酸铵和甘氨酸耐受作为选择压力进行菌株筛选,在摇瓶和100L发酵罐上进行癸酸铵流加补料试验确定最佳的发酵工艺.结果 经诱变选育获得1株突变株FIM-D1568摇瓶效价达到380mg/L,发酵单位较出发菌株提高了35.7％;通过优化100L发酵罐流加补料癸酸铵溶液工艺,使达托霉素发酵效价达到2276mg/L.结论 以ARTP为诱变源,甘氨酸及癸酸铵耐受性为选择性压力,可以快速筛选获得达托霉素高产菌;高产突变菌株在流加补料发酵工艺上优良性状得以发挥,发酵效价大幅提高.

为探讨常压室温等离子体诱变的3株高产多糖猴头菌和出发菌株的多糖组分差异,通过液体发酵获得的菌丝体经水提、分级醇沉获得8个胞内多糖组分,对它们的理化性质、结构特征及体外免疫活性进行了研究.结果表明,3株ARTP诱变菌株414、321、236菌丝体多糖含量较出发菌株有较明显提升;ARTP诱变的猴头菌20％醇沉多糖组分较出发菌株分子量大,所占比例增加;诱变菌株60％醇沉多糖组分的分子量略大于出发菌株,所占比例相近.20％醇沉多糖主要由半乳糖、葡萄糖、甘露糖构成,诱变菌株该多糖组分中葡萄糖和甘露糖的比例较出发菌株均有明显提升,60％醇沉多糖组分单糖组成无明显差异;8个多糖组分均具有体外刺激巨噬细胞释放NO的活性,其中20％醇沉多糖的活性优于60％醇沉多糖,诱变菌株的生物活性优于出发菌株.本研究探讨了ARTP诱变对猴头菌胞内多糖结构及活性的影响,为猴头菌相关产品的开发提供了优质资源.