作者:娄忻张莉刘靓张玉莲陈丽华刘静贺建功
【摘要】以青霉素生产菌种87117#为出发菌种,采用紫外线诱变复合前体动态后处理的方法,结合限氧条件下的摇瓶筛选,从177支前体抗性株中筛出xy-137#高产突变株。
该菌株摇瓶效价平均提高了8.8%,且遗传特性稳定,单位菌丝产物合成能力强。
xy-137#菌株在百吨罐中经过近百批的生产验证,其放罐效价、发酵指数、罐批产量平均提高了3.83%、5.66%和2.69%。
【关键词】紫外诱变;动态后处理;理性筛选;青霉素高产菌株
由于青霉素原料的后加工与半合成领域愈来愈广泛,世界青霉素市场竞争十分激烈。
生产厂家唯有不断地提高生产水平,降低生产成本以增强企业的竞争力,而优质高产菌种的选育和应用是其中的基础和关键。
随着青霉素菌种生产能力的提高,传统育种方法的局限性越来越明显。
理性化筛选是应用遗传学和生物化学的原理,根据已知或可能的目的产物生物合成途径的调控机制和产物的分子结构,设计筛选方法,定向选出有效的性状突变株。
我们依据理性育种的理念,参照现有生产条件设立基本筛选模型,采用紫外辐射震动工业生产菌种稳定的遗传结构,再辅以限氧条件下耐前体突变株的筛选,达到选育高产菌株的目的。
1 材料与方法
1.1 出发菌种
青霉素生产菌种penicillium chrysogenum 87117#。
1.2 培养基
(1)分离及斜面培养基蔗糖、甘油、酵母粉、nacl、caso4、微量元素、琼脂。
(2)种子培养基以蔗糖、玉米浆为碳、氮源。
(3)发酵培养基以乳糖、玉米浆为主要碳、氮源,加无机盐类组成。
1.3 菌种诱变与筛选
(1)紫外诱变将出发菌株的单孢子悬液置紫外灯下40cm处照射90s。
(2)前体动态后处理定量吸取经过紫外线照射后的孢子液,分别加入含有不同剂量的前体(苯乙酸胺)的种子培养基试管中,使每支试管的前体终浓度在0~4.8%之间。
将上述试管置25℃恒温振荡培养18h左右,然后稀释分离在固体培养基平板上。
(3)前体抗性菌落检出平板置25℃恒温培养8d。
从耐受不同浓度前体处理后长出的抗性菌落中挑选孢子相对丰富、组织比较致密的菌落进行斜面传代培养,以备摇瓶筛选。
(4)摇瓶定向筛选低氧耗、低菌丝量的高产菌株将摇瓶机转速由通常的220r/min降至160r/min,在低通气条件下进行摇瓶筛选。
后续的高产株特性考察和工艺优化均在此条件下进行。
摇瓶筛选考察指标为发酵效价和菌丝生长量(packed mycelial volume,pmv)。
1.4 样品检测
2 结果
2.1 xy-137#高产突变株的选育
出发菌株87117#先经过两次自然选育,然后采用紫外线复合前体动态后处理,挑取177支抗性株,在限氧条件下进行摇瓶筛选。
于3.84%前体耐受浓度下获得xy-137#高产突变株,以87117#为对照,其5d和7d摇瓶相对效价分别为107.4%和110.3%,摇瓶效价平均提高了8.8%。