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适应性实验室进化在工业生产菌株选育中应用的进展

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微生物学通报 2022年第1期49卷 306-322页

作者：王光路王梦园刘兰茜马科杨雪鹏郑州轻工业大学食品与生物工程学院河南郑州450001 食品生产与安全河南省协同创新中心河南郑州450001

适应性实验室进化是一种在实验室里将微生物置于一定选择压力下,通过长期驯化,筛选获得具有特定表型突变菌株的方法。近年来,该方法通过改进特定进化条件和筛选策略,已广泛应用于筛选具有优良特性的工业生产菌株,如特定表型筛选、底物... 详细信息

适应性实验室进化是一种在实验室里将微生物置于一定选择压力下,通过长期驯化,筛选获得具有特定表型突变菌株的方法。近年来,该方法通过改进特定进化条件和筛选策略,已广泛应用于筛选具有优良特性的工业生产菌株,如特定表型筛选、底物高效利用、目标产物合成及生长特性优化等工业微生物菌株选育。本文综述了适应性实验室进化技术在工业生产菌株选育中的典型应用实例及研究进展,总结了现存问题及其解决办法,并展望了该技术的应用前景。

关键词：适应性进化菌株选育工业菌株

利用比较基因组学解析工业菌株中阿维菌素的高产机制

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利用比较基因组学解析工业菌株中阿维菌素的高产机制

链霉菌的基因组工程技术及其在遗传改良抗生素工业菌株中的应用

第四届全国微生物基因组学学术研讨会

作者：卓英王琪谢峰陈金松贾晓鹏唐标白超炫高弘刘梅郑华军孙际宾赵国屏张立新中国科学院微生物研究所中国科学院研究生院复旦大学生命科学与生物医学研究院微生物系国家人类基因组南方研究中心中国科学院天津工业生物技术研究院

＜正＞阿维菌素及其衍生物具有高效、低毒、广谱的杀虫活性,在医药、农业和畜牧生产中具有良好的应用价值和广阔的市场应用前景。我们实验室前期在阿维菌素生产菌株的菌种改良过程中,获得了一系列产量提高的菌株,并实现了高产菌株的工... 详细信息

＜正＞阿维菌素及其衍生物具有高效、低毒、广谱的杀虫活性,在医药、农业和畜牧生产中具有良好的应用价值和广阔的市场应用前景。我们实验室前期在阿维菌素生产菌株的菌种改良过程中,获得了一系列产量提高的菌株,并实现了高产菌株的工业化。阿维链霉菌9-39是一株具有工业应用潜力的阿维菌素高产菌株,经过了长期不断的诱变和定向筛选,菌株9-39中阿维菌素的产量达到原出发菌株的50倍以上。为更好地研究高产工业菌株9-39中阿维菌素的高产机制,从基因组水平解析阿维菌素高产性状相关的关键基因,我们对其进行了全基因组序列

关键词：阿维菌素工业菌株高产机制比较基因组学精细测定

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链霉菌的基因组工程技术及其在遗传改良抗生素工业菌株中的应用

枯草芽孢杆菌α-乙酰乳酸脱羧酶基因在啤酒酵母工业菌株中的表达

2010年第四届全国微生物遗传学学术研讨会

作者：覃重军中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所

目前在属于革兰氏阳性细菌的链霉菌属的不同种中发现了约6000种抗生素以及抗肿瘤、抗寄生虫和免疫抑制剂等药理活性物质。然而,大多数有应用价值的抗生素工业菌株的遗传操作非常困难,限制了在模式链霉菌中的基础研究成果运用到工业菌株... 详细信息

目前在属于革兰氏阳性细菌的链霉菌属的不同种中发现了约6000种抗生素以及抗肿瘤、抗寄生虫和免疫抑制剂等药理活性物质。然而,大多数有应用价值的抗生素工业菌株的遗传操作非常困难,限制了在模式链霉菌中的基础研究成果运用到工业菌株的遗传改良中。我们实验室利用前期在模式链霉菌线型质粒的功

关键词：链霉菌基因组工程遗传改良抗生素工业菌株

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微生物学报 2001年第1期41卷 105-108页

作者：郭文洁何秀萍铁翠娟张博润中国科学院微生物研究所北京100080

Yeast YIp\|type expression recombinant plasmid(pCMA2\|1) was constructed. The expression of α\|acetolactate decarboxylase gene from \%Bacillus subtilis\% was controled by \%CUP1\% promoter and its own terminator. The recombinant plasmid pCMA2\|1 was introduced into the brewer’s yeast PJ3\|5. Transformants were selected using copper resistance as selected marker. The results of activity assay showed that PJ3\|5 didn’t produce α\|acetolactate decarboxylase(ALDC), where as the activity of α\|ALDC in transformants were induced by copper sulfate. The laboratory scale fermentation test confirmed that the total diacetyl concentration was reduced effectively by α\|ALDC in transformant.

关键词： α-乙酰乳酸脱羧酶基因表达啤酒酵母工业菌株表达

构建有序排列的除虫链霉菌基因组的柯斯文库用于工业生产菌株的遗传改造

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中国抗生素杂志 2009年第7期34卷 403-405,444页

作者：夏海洋黄隽胡敏杰沈美娟谢鹏飞张亮王海彬覃重军中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室上海200032 浙江海正药业股份有限公司生物技术中心台州318000

以容纳DNA大片段的柯斯质粒Supercos-1为载体,构建了除虫链霉菌的基因组文库。对约1000个柯斯质粒上插入片段的两端进行测序,并利用全基因组序列的信息,构建了覆盖约91%基因组的有序排列的柯斯文库。利用λ-Red高效DNA重组和大肠埃希菌... 详细信息

以容纳DNA大片段的柯斯质粒Supercos-1为载体,构建了除虫链霉菌的基因组文库。对约1000个柯斯质粒上插入片段的两端进行测序,并利用全基因组序列的信息,构建了覆盖约91%基因组的有序排列的柯斯文库。利用λ-Red高效DNA重组和大肠埃希菌-链霉菌接合转移技术,建立了除虫链霉菌的基因组遗传操作系统。运用该系统可以在除虫链霉菌工业菌株中进行高效、精确的基因敲除工作和连续的基因缺失研究,获得可以用来生产多拉菌素的工程菌株。

关键词：除虫链霉菌有序基因文库基因敲除工业菌株

糖化酶工业生产菌株选育及其种子制备工艺优化

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糖化酶工业生产菌株选育及其种子制备工艺优化

作者：宋毅江南大学

学位级别：硕士

糖化酶,全名葡萄糖淀粉酶(Glucoamylase EC.3.***.1.3),是水解淀粉的主要酶类,广泛应用于食品、医药、发酵等工业。作为我国酶制剂中的支柱产品,糖化酶产品已成为酶制剂产品中产量最大的品种,出口亦达到较大的数量,但是当前的问题是产品... 详细信息

糖化酶,全名葡萄糖淀粉酶(Glucoamylase EC.3.***.1.3),是水解淀粉的主要酶类,广泛应用于食品、医药、发酵等工业。作为我国酶制剂中的支柱产品,糖化酶产品已成为酶制剂产品中产量最大的品种,出口亦达到较大的数量,但是当前的问题是产品售价已降至接近制造成本,企业获利甚微。因此,进一步选育糖化酶高产菌株,缩短发酵生产周期,降低生产成本,对糖化酶的工业生产仍然具有十分重要的意义。本文以获得高糖化酶活性菌株为目标,通过对实验室保藏的糖化酶工业生产菌株黑曲霉CICIM GAH14进行多次低能N+离子束诱变,最终筛选出了一株糖化酶高产菌株38-3,其糖化酶产酶水平较出发菌株高出31.7%。经过5代遗传稳定性实验结果表明,连续传5代,38-3菌株产酶活力维持稳定,具有良好的遗传稳定性。本研究中,建立了一种以潮霉素抗性为检测指标的新的诱变育种初筛方法,以之为初筛手段,经过多轮复筛及传代验证筛选得到了38-3菌株,证明该方法是一种行之有效的新方法。为了提高糖化酶工业生产菌种的研究和应用效率,针对丝状真菌形态变化对产酶的影响,本文以糖化酶工业生产菌株黑曲霉GB0506为出发菌株,在该菌原始培养流程的基础上对其活化培养基配方及种子液体培养方法进行了改良。实验结果表明,在固体活化培养基中添加0.2%的酵母粉及1%的玉米淀粉,有利于在保持原有酶活力的基础上加速菌体生长;加入40粒,粒径3～4mm的玻璃珠130r/min,摇床培养可以获得更为分散、均一利于发酵的种子液;液体种子制备的较优条件为初始pH5.8,装液量60mL,琼脂加量0.1%,培养天数5d。由此,糖化酶种子制备时间较现在工业生产上使用的工艺缩短了4d,进行的后续糖化酶摇瓶发酵产酶水平最高时是原工艺的1.18倍。此改良后的方法应用于诱变菌株的摇瓶筛选,同样得到了相当稳定的发酵结果,并显著缩短了诱变菌株的筛选周期。

关键词：糖化酶工业菌株筛选方法离子束诱变液体培养方法菌丝体形态

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甲醇作“原料” 高效产蛋白 006

甲醇作“原料” 高效产蛋白

利用26S rDNAD1/D2区序列和微卫星标记分析各种工业酿酒酵母的种内遗传差异

科技日报

作者：陈曦

甲醇蛋白是以甲醇为碳源，通过培养微生物生产的单细胞蛋白，具有成本低、质量稳定可控等优点。甲醇蛋白也被认为是食用和饲用蛋白的有效替代品。近日，中国科学院天津工业生物技术研究所吴信研究员带领的营养资源合成生物学团队，在... 详细信息

甲醇蛋白是以甲醇为碳源，通过培养微生物生产的单细胞蛋白，具有成本低、质量稳定可控等优点。甲醇蛋白也被认为是食用和饲用蛋白的有效替代品。近日，中国科学院天津工业生物技术研究所吴信研究员带领的营养资源合成生物学团队，在“蛋白饲料生物工程制造前沿技术及新产品?

关键词：代谢途径甲醇蛋白单细胞蛋白巴斯德毕赤酵母工业菌株

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菌物学报 2014年第4期33卷 894-904页

作者：铁春燕胡芸张梁石贵阳工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

选取30株传统发酵工业中不同来源的酿酒酵母菌株和实验室常用酿酒酵母菌株,利用大亚基(26S)rDNA D1/D2区序列和微卫星标记分析酿酒酵母种内菌株间的遗传多样性和系统发育关系,以揭示酿酒酵母在长期的各种工业发酵环境下发生的遗传变异... 详细信息

选取30株传统发酵工业中不同来源的酿酒酵母菌株和实验室常用酿酒酵母菌株,利用大亚基(26S)rDNA D1/D2区序列和微卫星标记分析酿酒酵母种内菌株间的遗传多样性和系统发育关系,以揭示酿酒酵母在长期的各种工业发酵环境下发生的遗传变异。结果表明:30株酿酒酵母的26S rDNA D1/D2区序列(591bp)比较保守,与测序菌株S288C相比序列相似度在99.8%–100%,说明种内菌株间存在一定的多态性,但序列差异并不十分明显,其变异情况表现在个别碱基的差异(大多由转换突变引起);通过扩增11个微卫星位点,每个菌株均有其独特的基因型,即30种基因型,共得到188个等位基因,观测杂合度平均值和期望杂合度平均值分别为0.576、0.886,多态信息含量平均值高达0.858,说明酿酒酵母种内菌株间具有较高的遗传多样性,而聚类分析表明30株酿酒酵母可以得到很好地区分,但是没有呈现与其工业来源相关的聚类。

关键词：酿酒酵母工业菌株序列分析微卫星标记种内多样性

除虫链霉菌10个聚酮类抗生素生物合成基因簇的敲除对阿维菌素产量的影响

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微生物学通报 2014年第7期41卷 1471-1476页

作者：胡敏杰夏海洋覃重军中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室上海200032

【目的】考察除虫链霉菌基因组中其它聚酮合成酶类(Polyketide synthase,PKS)抗生素生物合成基因簇的敲除突变对于阿维菌素产量的影响。【方法】构建了11个PKS基因簇的打靶Cosmid和质粒载体,导入除虫链霉菌中筛选突变株。【结果】在工... 详细信息

【目的】考察除虫链霉菌基因组中其它聚酮合成酶类(Polyketide synthase,PKS)抗生素生物合成基因簇的敲除突变对于阿维菌素产量的影响。【方法】构建了11个PKS基因簇的打靶Cosmid和质粒载体,导入除虫链霉菌中筛选突变株。【结果】在工业菌株MMR630中成功敲除了10个PKS基因簇。发酵结果显示7个PKS基因簇敲除突变株中阿维菌素的产量均有不同程度的提高,而2个突变株不能产生阿维菌素。然而,在3个连续敲除2个PKS基因簇的突变株中阿维菌素产量没有能够超过单个PKS敲除突变株的提升幅度。【结论】除虫链霉菌基因组的一些PKS基因簇的敲除可以提高阿维菌素的产量,同时暗示同一类次生代谢产物的代谢流之间存在复杂的相互作用关系。

关键词：除虫链霉菌聚酮类抗生素生物合成基因簇基因敲除工业菌株