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隨機誘變丁酸梭菌及提高1,3-丙二醇產量的生物過程優化

作者:admin 發布時間:2019/10/18 瀏覽量:1604

本期為您推薦江蘇大學食品與生物工程學院齊向輝研究團隊發表在《Bioresource Technology》上的一篇文章,原文題目為:Random mutagenesis of Clostridium butyricum strain and optimization of biosynthesis process for enhanced production of 1,3-propanediol。

文章摘要內容如下:

1,3-丙二醇(1,3-PD)是一種無色、微甜、粘稠的液體,常被用作合成各種有價值的工業產品的原料之一。丁酸梭菌由于其非致病性以及獨特的甘油代謝途徑被認為是天然生產1,3-PD最具優勢的微生物。但用丁酸梭菌構建生產1,3-PD的理想細胞工廠仍有許多困難。其中主要瓶頸之一是菌株在發酵過程中對1,3- PD等代謝產物的耐受性較低。

采用化學誘變劑進行隨機誘變得到的菌株對代謝物的耐受性并不高,而化學誘變和物理誘變相結合對獲得高耐受性菌株具有很大潛力。常壓室溫等離子體(ARTP)是一種新的物理誘變技術,對于代謝途徑復雜的微生物,可在最短時間內獲得理想的突變株。近年來,等離子體已被引入到菌種選育的熱點中。

本實驗為研究丁酸梭菌的隨機誘變,利用亞硝基胍(NTG)和常壓室溫等離子體(ARTP)誘變技術從野生丁酸梭菌C.butyricum XYB11中分離出一株高1,3-PD耐受突變株C.butyricum YP855。YP8551,3-PD的最大耐受性為85g/L,比野生型提高了30.8%。利用響應面法(RSM)建立的最優條件下,突變株的1,3-PD產量為37.20g/L,比野生型產量(28.73g/L)提高了29.48%。本實驗為進一步研究丁酸梭菌突變株的1,3-PD生物合成提供參考。

文章精彩內容如下:

圖


3 NTGARTP突變株在不同1,3-PD濃度下的耐受性

Fig.3 Comparison of tolerance levels between NTG and ARTP mutants to various concentration of 1,3-PD.

圖片1


5,三維相應面顯示各自變量及其相互作用對1,3-PD產量的影響,p<0.05

Fig.5 3D response surface plots that shows the effect of each independent variable and their interaction on the production of 1,3-PD at p<0.05.

圖片2


6 丁酸梭菌突變株YP855a)和野生菌株(b)在最優條件下分批發酵

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


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