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重离子诱变创制高产油微拟球藻新品种

生物工程学报 2013年第1期29卷 119-122页

作者：王芝瑶马玉彬牟润芝孙长江张东远王永飞暨南大学生命科学技术学院生物工程学系广东广州510632 中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物燃料重点实验室山东青岛266101 青岛首创瑞海水务有限公司山东青岛266042 北京旭阳化工技术研究院有限公司北京100070

以具有产业化前景的微拟球藻Nannochloropsis oceanica OZ-1为实验材料,利用碳重离子进行诱变育种,采用Imaging-PAM和酶标仪进行大规模筛选,最终获得两株高生长速率微拟球藻突变藻株(HP-1和HP-2),进一步分析显示两株突变藻株(HP-1和HP-2... 详细信息

以具有产业化前景的微拟球藻Nannochloropsis oceanica OZ-1为实验材料,利用碳重离子进行诱变育种,采用Imaging-PAM和酶标仪进行大规模筛选,最终获得两株高生长速率微拟球藻突变藻株(HP-1和HP-2),进一步分析显示两株突变藻株(HP-1和HP-2)生物量积累较野生型藻株大幅提高,在18 d培养末期生物量分别提高了18%和26%,两株突变藻株油脂产率分别为295 mg/(L.d)和275 mg/(L.d),而野生型藻株为247 mg/(L.d)。所获两株突变藻株生长速度快、油脂产率高,较野生型藻株优势明显。

关键词：微拟球藻重离子诱变微藻生物柴油

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重离子诱变技术选育碱性蛋白酶高产菌株

微生物学通报 2010年第6期37卷 845-851页

作者：薛林贵景春娥赵旭张红武振华常思静兰州交通大学化学与生物工程学院甘肃兰州730070 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

从采集的土壤样品中分离筛选出一株碱性蛋白酶产生菌G-41,经16S rRNA分子鉴定为芽孢杆菌属菌株。该菌株在发酵培养基中能产生较高产量的胞外碱性蛋白酶(1.7×104U/mL)。以G-41为出发菌株,对其进行重离子辐照诱变处理,获得突变株G-41-68... 详细信息

从采集的土壤样品中分离筛选出一株碱性蛋白酶产生菌G-41,经16S rRNA分子鉴定为芽孢杆菌属菌株。该菌株在发酵培养基中能产生较高产量的胞外碱性蛋白酶(1.7×104U/mL)。以G-41为出发菌株,对其进行重离子辐照诱变处理,获得突变株G-41-68,将该突变株再次经重离子诱变,从大量突变株中筛选出碱性蛋白酶高产菌株15Gy-54,其酶活力达到6.22×104U/mL。与出发菌株相比较,突变株G-41-68和15Gy-54的酶活力分别提高了1.58倍和2.65倍。对突变株15Gy-54的发酵条件进行了优化研究,结果表明,该菌株的碱性蛋白酶活力得到进一步提高,达到7.18×104U/mL,其最适发酵条件为:培养基(g/100mL)为胰蛋白胨1、酵母膏0.5、乳糖5、Na2HPO4·12H2O0.4、KH2PO40.03、Na2CO30.1、MgSO40.0481(4×10-3mol/L)、pH8.0,培养温度41℃,振荡培养时间42-48h。实验结果表明,重离子辐照诱变技术是一种非常有效的微生物诱变育种新技术。

关键词：重离子诱变芽孢杆菌属碱性蛋白酶发酵

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重离子诱变对木聚糖酶产生菌产酶的影响

食品与发酵工业 2011年第8期37卷 117-121页

作者：冯佳丽台喜生李梅李师翁兰州交通大学化学与生物工程学院甘肃兰州730070

以1株由青藏高原牦牛粪中分离出的链霉菌为出发菌株,该菌株在发酵培养基中能产生胞外木聚糖酶(3 227.346 U/mL)。以此菌株为出发菌株,对其进行重离子辐照诱变处理,从大量突变株中筛选出木聚糖酶高产菌株SZ10-7,其酶活力达到5 338.42 U/... 详细信息

以1株由青藏高原牦牛粪中分离出的链霉菌为出发菌株,该菌株在发酵培养基中能产生胞外木聚糖酶(3 227.346 U/mL)。以此菌株为出发菌株,对其进行重离子辐照诱变处理,从大量突变株中筛选出木聚糖酶高产菌株SZ10-7,其酶活力达到5 338.42 U/mL,与出发菌株相比较,突变株SZ10-7的酶活力提高了1.65倍。对突变株SZ10-7的发酵条件进行了优化研究,结果表明,该菌株的木聚糖酶活力得到进一步提高,达到5 850.20U/mL,其最适发酵条件为:培养基(g/100 mL)为玉米芯∶麸皮(体积比1∶1)5,酵母膏0.8,K2 HPO4.3H2 O 0.1,MgSO4.7H20 0.5,NaCl 0.3,pH 7.0,培养温度25℃振荡培养时间96 h,实验结果表明,重离子辐照诱变技术是一种有效的微生物诱变育种新技术。

关键词：重离子诱变木聚糖酶发酵

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重离子诱变酵母培养基的优化与研究

原子核物理评论 2013年第2期30卷 201-205页

作者：马良王菊芳陆栋李文建肖国青中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

利用12C6+离子诱变技术对面包酵母菌种进行诱变,得到一株粗蛋白含量达到55%以上的菌株,借助Minitab16.0,采用Plackett-Burman实验设计法及响应面分析法,对诱变后面包酵母菌发酵培养基的成分进行了优化,得到3个最为显著的主要影响因子:... 详细信息

利用12C6+离子诱变技术对面包酵母菌种进行诱变,得到一株粗蛋白含量达到55%以上的菌株,借助Minitab16.0,采用Plackett-Burman实验设计法及响应面分析法,对诱变后面包酵母菌发酵培养基的成分进行了优化,得到3个最为显著的主要影响因子:葡萄糖、酵母抽提物和硫酸镁。利用最陡爬坡实验逼近最大响应区域后,利用Box-Behnken实验设计及响应面分析法进行回归分析。通过求解回归方程,得到优化发酵的条件为,葡萄糖:11.03 g/L、酵母抽提物:6.53 g/L、硫酸镁:5.59 g/L。面包酵母生物量为4.84 g/L,相比未进行优化时的生物量提高了15%。

关键词：重离子诱变面包酵母响应面法 Plackett-Burman

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重离子诱变创制高光效高产油微拟球藻新品种

重离子诱变创制高光效高产油微拟球藻新品种

作者：王芝瑶暨南大学

学位级别：硕士

以具有产业化前景的微拟球藻（Nannochloropsis oceanica OZ-1）为实验材料，利用碳重离子进行诱变育种，采用Imaging-PAM和酶标仪进行大规模筛选，最终获得两株高光效微拟球藻突变藻株（HP-1和HP-2），进一步对其生物量积累、产油期特... 详细信息

以具有产业化前景的微拟球藻（Nannochloropsis oceanica OZ-1）为实验材料，利用碳重离子进行诱变育种，采用Imaging-PAM和酶标仪进行大规模筛选，最终获得两株高光效微拟球藻突变藻株（HP-1和HP-2），进一步对其生物量积累、产油期特性和光合作用效率进行分析。结果显示两株突变藻株（HP-1和HP-2）生物量积累较野生型藻株大幅提高，在18天培养末期生物量分别提高了18%和26%。通过测定两株突变藻株的色素含量和光合放氧活性表明其光合作用效率高于野生型藻株。采用两步法诱导产油，结果显示两株突变藻株油脂含量与对照相比未明显提高，而生物量积累大幅提高，最终导致其油脂产率增加，两株突变藻株分别为295mg L-1day-1和275mg L-1day-1，较野生型藻株分别提高了19%和11%。产油期叶绿素荧光参数测定结果表明两株突变藻株光合作用效率高于野生型藻株，高的光合作用效率导致其生物量积累提高，进而提高油脂产率。随后油脂成分分析显示突变株HP-1TAG含量较野生型藻株提高14%，极性脂含量降低15%。进一步脂肪酸组成分析显示突变株HP-2饱和脂肪酸含量较野生型藻株提高20%，不饱和脂肪酸含量较野生型降低25%。所获两株突变藻株生长速度快、油脂产率高，可以为微藻生物燃料产业化生产提供优质藻种。

关键词：微拟球藻重离子诱变诱变育种生物柴油微藻

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重离子诱变类球红细菌提高辅酶Q10产量

内蒙古工业大学学报（自然科学版） 2020年第2期39卷 87-95页

作者：张龙王乐义韩祎君李永丽胡建华刘占英内蒙古自治区发酵产业节能减排工程技术研究中心内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051 神舟生物科技有限责任公司内蒙古呼和浩特010200

辅酶Q10是天然的抗氧化剂,其作为多功能生化药物和食品添加剂广泛地应用于食品、化妆品及医药行业.目前,其大规模生产采用微生物发酵法,最常用生产菌种为类球红细菌.为了提高该菌种的辅酶Q10产量,本研究以类球红细菌V-0(Rhodobacter sph... 详细信息

辅酶Q10是天然的抗氧化剂,其作为多功能生化药物和食品添加剂广泛地应用于食品、化妆品及医药行业.目前,其大规模生产采用微生物发酵法,最常用生产菌种为类球红细菌.为了提高该菌种的辅酶Q10产量,本研究以类球红细菌V-0(Rhodobacter sphaeroides)为出发菌株,通过重离子诱变技术筛选到一株高产突变株V-4,其辅酶Q10的产量为370.85±2.28mg·L^-1,较出发菌株产量提高了17.34%.研究采取重离子诱变这种新的育种方式进行菌种选育,克服了重复使用常规诱变产生的“抗性”,筛选到一株辅酶Q10产量较大幅度提高的菌株,为工业应用提供了新菌种.

关键词：类球红细菌辅酶Q10 重离子诱变抗性筛选

重离子诱变枯草芽孢杆菌高产复合酶菌种的筛选

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激光生物学报 2019年第2期28卷 123-130页

作者：刘艳新胡建华崔金娜张耀胜李永丽石雅丽朱明达刘占英内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051 神舟生物科技有限责任公司内蒙古呼和浩特010206 内蒙古自治区发酵产业节能减排工程技术研究中心内蒙古呼和浩特010051

重离子诱变作为一种新型高效的辐照诱变方式,具有突变率高、突变谱广、突变体稳定等特点。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)因具有多种水解酶活力而广泛应用于工业生产,虽然经过多次诱变和改造,其酶活力不断提高,但其复合酶活力仍有提... 详细信息

重离子诱变作为一种新型高效的辐照诱变方式,具有突变率高、突变谱广、突变体稳定等特点。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)因具有多种水解酶活力而广泛应用于工业生产,虽然经过多次诱变和改造,其酶活力不断提高,但其复合酶活力仍有提升空间。同时,多次同种诱变剂的使用容易导致菌种产生"抗性",酶活力提高不大。为此,本研究首次利用不同剂量^(12)C^(6+)重离子束对枯草芽孢杆菌20076进行辐照诱变。诱变后通过透明圈初筛和酶活力验证复筛方式选育出一株复合酶活力较高的菌株B. subtilis KC-1。与原始菌株相比,其发酵液滤纸酶活力、内切葡聚糖酶活力、β-葡萄糖苷酶活力、外切葡聚糖酶活力、蛋白酶活力和α-淀粉酶活力分别提高了20. 2%、79. 6%、98. 2%、7. 4%、10. 4%和27. 4%。11代遗传稳定性实验结果表明该突变株具有良好的稳定性。

关键词：枯草芽孢杆菌复合酶重离子诱变遗传稳定性

利用重离子诱变选育高氮酵母菌及甜高粱汁发酵条件的优化

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利用重离子诱变选育高氮酵母菌及甜高粱汁发酵条件的优化

作者：马良西北大学

学位级别：硕士

酵母蛋白作为一种新型的营养产品,在食品、医药行业中需求量不断增大,由于含有多种人体必须氨基酸及小肽类物质,越来越受到消费者的青睐。据报道,目前应用的酵母粉粗蛋白含量约为40%-50%,用于生产酵母产品的原料多为粮食作物,直接影响... 详细信息

酵母蛋白作为一种新型的营养产品,在食品、医药行业中需求量不断增大,由于含有多种人体必须氨基酸及小肽类物质,越来越受到消费者的青睐。据报道,目前应用的酵母粉粗蛋白含量约为40%-50%,用于生产酵母产品的原料多为粮食作物,直接影响了其产量和成本。因此,人为提高菌体自身粗蛋白含量和以非粮作物代替粮食作为发酵原料提高酵母产品的工业化生产显得尤为重要。故本文拟通过对面包酵母菌株YB进行诱变,及对培养基提高酵母蛋白的生产量,得到如下结果： 1、本研究利用12C6+离子诱变技术对面包酵母菌株YB进行诱变,采用超声破壁结合考马斯亮蓝法进行筛选,得到一株粗蛋白含量达到55%以上的G1006酵母菌株,较出发菌株YB粗蛋白含量为42%提高了13%。 2、借助Minitab16.0,采用Plackett-Burman实验设计法及响应面分析法,为了对影响发酵培养基成分的3个显著的因子进行优化：即甜高粱汁、酵母抽提物和硫酸镁。得到优化发酵培养基为：甜高粱汁：16.00g/L、酵母抽提物：6.53g/L、硫酸镁：2.19g/L突变株G1006面包酵母生物量达到6.98g/L,出发菌株YB面包酵母菌生物量仅为5.15g/L比未进行优化时酵母生物量提高了1.83g/L。 3、以甜高粱汁作为原料,利用G1006酵母菌株及优化的发酵培养基,采用单批次及流加发酵技术,进行100L发酵罐生物量积累实验。单批次发酵,发酵液中含糖量为5250g,发酵时间30h,酵母生物量为23.8g/L,残糖为0.06%,酵母对糖得率为34%。流加发酵,发酵液中含糖量为4450g,通过对比三种不同的流加培养液,最终得出甜高粱汁液发酵条件：温度30℃、pH4.8;48h连续培养,生物量积累达到23.7g/L,糖转化率达到40%,发酵醪液中残糖为0.03%;流加发酵比单批次发酵对糖得率提高了6%,残糖降低了0.03%。在此基础上进行了1000L发酵罐实验,G1006酵母生物量积累达到31.5g/L,对糖的率达到42%。结论：G1006高氮酵母菌粗蛋白含量高,在工业化生产中具有较高的应用价值。甜高粱作为酵母生产原料,具有广阔的发展空间。

关键词：高氮酵母重离子诱变响应面法甜高粱汁

水稻空间诱变与重离子诱变效应分析及突变体定向筛选

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水稻空间诱变与重离子诱变效应分析及突变体定向筛选

作者：严贤诚华南农业大学

学位级别：硕士

水稻种质资源的创新是水稻新品种选育的基础,利用多种类型的诱变手段结合现代生物学定向创新水稻优异种质具有重要意义。空间诱变是我国空间生物学与水稻遗传育种的创新结合,在水稻种质创新及品种选育中发挥了突出作用。重离子辐射是空... 详细信息

水稻种质资源的创新是水稻新品种选育的基础,利用多种类型的诱变手段结合现代生物学定向创新水稻优异种质具有重要意义。空间诱变是我国空间生物学与水稻遗传育种的创新结合,在水稻种质创新及品种选育中发挥了突出作用。重离子辐射是空间辐射的有效模拟手段,对于拓宽水稻空间诱变育种应用具有重要价值。目前,对于水稻空间诱变已经开展了大量研究,但有关重离子辐射与空间诱变对于水稻的生物学效应比较仍缺乏报道。此外,对于诱变后获得的大量个体,如何高效精准的鉴定不同类型的突变体,进而构建突变体库服务于育种实践和理论研究,对于提升水稻诱变育种效率至关重要。本研究利用空间诱变以及重离子诱变两种技术手段对华航31号干种子进行诱变处理,对诱变当代进行了表型及细胞学的诱变效应的分析。对于诱变后代,本研究对基因型的定向筛选技术方面进行了研究,针对直链淀粉含量及粒型性状进行了表型和基因型的定向筛选,并获得系列候选突变体。主要研究结果如下:1、对比空间诱变与重离子诱变(80Gy),空间诱变对华航31号种子的发芽具有一定的刺激作用,但芽的生长受到了抑制,成熟期各主要农艺性状与对照相比并没有显著差异。重离子诱变对华航31号的生理损伤明显大于空间诱变,其结实率显著降低严重影响了单株产量。2、不同剂量重离子诱变(5Gy、10Gy、20Gy、40Gy、80Gy、160Gy)对华航31号的诱变效应差异明显并具有一定的规律。种子的发芽势以及芽长随着剂量的增加表现出典型的马鞍型剂量效应曲线,生理损伤随剂量的增减呈现先增加后减少再增加的趋势,在40Gy时生理损伤最低。低剂量重离子诱变对当代各主要农艺性状影响不显著,高剂量的重离子(80Gy及以上)诱变当代的结实率极显著降低。3、重离子诱变导致水稻根尖细胞有丝分裂及染色体异常,随着诱变剂量的增加,水稻根尖有丝分裂指数降低,微核千分率增加。有丝分裂期可以产生染色体断片、染色体桥、落后染色体、染色体不均等分裂等异常,染色体的畸变率随诱变剂量的增加而增加。4、优化了TILLING-HRM体系使其适用于本研究的突变基因型定向筛选。确定用于HRM检测的巢式PCR引物的退火温度,并通过比较不同倍率的DNA混合池的HRM检测效果,确定以4倍池作为突变筛选的最适倍率。设计筛选获得4对用于Wx基因突变筛选的巢式PCR引物,利用TILLING-HRM体系筛选1184个空间诱变SP混合池,1212个重离子诱变M混合池。最终筛选到1株由重离子诱变获得的杂合突变单株,突变类型为C?T的错义突变。5、调查了4908份空间诱变及重离子诱变二代水稻单株的粒型表现。空间诱变处理共筛选到62份候选粒型突变体,总变异率3.10%;重离子诱变处理共筛选到142份候选粒型突变体,总变异率4.88%。空间诱变的粒型突变材料多为粒长变短、粒宽变宽、长宽比变小,而重离子诱变的粒型突变材料多为粒长变长、粒宽变窄、长宽比变大。6、利用近红外光谱技术筛选了4881份空间诱变及重离子诱变二代水稻单株直链淀粉含量。空间诱变处理共筛选到39份候选突变材料,突变率为1.63%;重离子诱变处理共筛选到38份候选突变材料,突变率为1.53%。空间诱变高直链淀粉含量突变体个数是低直链淀粉含量突变体个数的2倍,而离子诱变的高直链淀粉含量突变体个数与低直链淀粉含量突变体个数并无差异。综上所述,本研究比较了华航31号空间诱变与重离子诱变以及不同剂量重离子诱变的诱变效应,其中40Gy重离子诱变生理损伤低,诱变效率高,与此次空间诱变较为接近;将TILLING技术与HRM检测手段结合应用于水稻空间诱变及重离子诱变的突变筛选,实现了基于“样品混池”的目的基因突变批量化筛选;筛选获得了多份水稻粒型、直链淀粉含量的稻米品质突变体。研究结果有助于理解空间诱变及重离子辐射的生物学效应差异,具有一定的理论价值;所建立的基因型定向筛选技术流程对于指导诱变后代的高效筛选有很强的指导意义。

关键词：水稻空间诱变重离子诱变 TILLING HRM 突变体筛选