β—胡萝卜素高产菌株的选育

　　摘要：采用紫外线和硫酸二乙酯对三孢布拉氏霉（Blakeslea trispora）负菌进行了2次诱变处理，通过平板初筛和三角瓶摇瓶复筛，得到了一株突变菌株U-D-2，其β-胡萝卜素产量（1 236 mg/L）较原始菌株（635 mg/L）提高了94.6%。遗传稳定性试验结果表明，该突变菌株具有较好的遗传稳定性。

　　关键词：β-胡萝卜素；三孢布拉氏霉（Blakeslea trispora）；菌株选育

　　中图分类号：Q939.97 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）17-4148-03

　　Breeding Strain with High β-carotene Production

　　ZUO Le， YU Xi-wei， XIANG Meng-xiong， CAI Jun， WANG Chang-gao

　　（Key Laboratory of Fermentation Engineering，Ministry of Education/Hubei Provincial Cooperative Innovation Center of Industrial Fermentation/School of Biological Engineering， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China）

　　Abstract： Blakeslea trispora， mating type（-）， was mutated by utraviolet（UV） and diethylfulfate（DES） twice. One mutant U-D-2 was obtained by plate screening first and shake flask screening second. Its yield of β-carotene（1 236 mg/L） 94.6% was more than that of the orignal train（635 mg/L）. The test of genetic stability indicated the genetic stability of mutant was good.

　　Key words： β-carotene；Blakeslea trispora；breeding

　　β-胡萝卜素是联合国粮农组织和世界卫生组织一致认定的A类营养色素，是人体内维生素A的重要来源，且具有良好的抗氧化、抗肿瘤、抗衰老、增强免疫等功能，在医药、食品着色及营养强化、日用化妆品及饲料添加剂等领域具有广阔的应用前景[1]。目前，市场上的β-胡萝卜素产品主要有化学合成品和天然产品两种类型。天然β-胡萝卜素因其功能性强、安全性好及生物利用度高等优点而日益受到人们的青睐。发酵法是目前生产天然β-胡萝卜素的主要途径。在可合成β-胡萝卜素的微生物中，菌种三孢布拉氏霉无论是生物量（50 g干菌体/L），还是菌体细胞中β-胡萝卜素的含量（可达菌体干重的1%～5%）都是较理想的，已成为目前国内外研究和生产天然β-胡萝卜素的主要菌种[2]。在前期发酵条件优化的基础上[3]，本研究通过各种理化因子对生产菌株三孢布拉氏霉的负菌进行诱变选育，以期进一步提高β-胡萝卜素的发酵产量。

　　1 材料与方法

　　1.1 菌种

　　三孢布拉氏霉正菌（Blakeslea trispora +）、三孢布拉氏霉负菌从中国典型培养物保藏中心购买。

　　1.2 培养基

　　PDA培养基：新鲜马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂20 g、自来水1 000 mL。平板初筛培养基：含有0.3%脱氧胆酸钠（SDC）的PDA。

　　三角瓶复筛培养基：4%玉米粉、2%大豆粉、1%麸皮浸出液、0.1% KH2PO4、0.05%MgSO4、0.01% 维生素B1、1%植物油，pH 7.0。

　　1.3 孢子悬浮液制备

　　将活化的三孢布拉氏霉负菌接种至PDA平板培养基上，26 ℃培养5 d，每个平板加入20 mL无菌水，用接种环轻轻刮洗下表面的孢子，将孢子悬浮液合并转入装有玻璃珠的无菌三角瓶中，振荡将孢子打散形成单孢子悬浮液。

　　1.4 孢子诱变处理

　　将制备的单孢子悬浮液分别用不同剂量的紫外线（UV）或硫酸二乙酯（DES）进行处理，之后将孢子悬液涂布于平板上进行培养。

　　1.5 突变菌株平板初筛

　　将经过诱变处理后的孢子悬浮液涂布在含有0.3%SDC的PDA平板培养基上，26 ℃培养3～5 d，经过多次诱变处理，根据三孢布拉氏霉负菌菌落颜色深浅及孢子生长数量从平板上挑选了5株比较理想的突变菌株，以供复筛。

　　1.6 突变菌株三角瓶摇瓶复筛

　　将从初筛平板上挑选的菌株接种至三角瓶复筛培养基中，同时接入三孢布拉氏霉正菌，26 ℃、180 r/min培养5 d，测定其β-胡萝卜素的产量。

　　1.7 β-胡萝卜素产量的测定

　　将每瓶培养好的菌丝分别用双层纱布过滤，自来水冲洗菌丝至滤过液无色，挤干菌丝水分后置于真空干燥箱中50 ℃干燥20 h，称取干菌丝体的重量，计算生物量。将干菌丝体碾碎，称取适量干菌体粉末，加入60～90 ℃沸程的石油醚浸泡至菌粉呈白色，测定浸出液在波长450 nm下的吸光度，根据标准曲线计算出干菌体中β-胡萝卜素的含量，再算出β-胡萝卜素的产量。

　　2 结果与分析

　　2.1 β-胡萝卜素标准曲线

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