高效解磷菌BacillussubtilisP_1的N离子束诱变育种
解磷微生物的研究进展

解磷微生物的研究进展【摘要】磷素是限制植物生长的必需营养元素之一,磷在施入土壤后90%左右被土壤固定,使其有效性降低。
因此关于解磷菌的研究一直受到科学家的重视。
本文对土壤中解磷微生物的研究简史、解磷微生物的种类及生态分布特征、解磷作用机制及展望等方面的研究进展进行综述。
【关键词】解磷微生物;解磷;研究进展【Abstract】Phosphorus(P)is one of the major nutrients required for plant growth,However,the uptake of P by plants is limited due to its strong absorption onto soil.So the research on the phosphorus-dissolving microbes(PSM)has been a focus problem for many scientists.The objective of this paper was to review the brief history of the research on the PSM,the varieties,the ecological characteristics the phosphorus-dissolving mechanism and the prospect.【Key words】Phosphorus-dissolving microbes(PSM);Phosphorus-dissolving;Research advances磷是植物生长必需的营养元素之一,植物的光合作用和体内的生化过程都必须有磷参加。
我国有74%的耕地土壤缺磷,土壤中有95%以上的磷为无效形式,植物很难直接吸收利用。
其中难溶性有机磷占土壤全磷的20%~50%,占难溶性土壤磷总量的10%~85%。
常压室温等离子诱变选育微生物的研究进展

农产品加工
No.6
2021年6月
Farm Products Processing
Jun.
文章编号:1671-9646(2021) 06a-0097-03
常压室温等离子诱变选育微生物的研究进展
徐礼生,于巧玲,张兴桃,蒋变玲,李婷婷
(宿州学院生物与食品工程学院,安徽宿州234000)
摘要:常压室温等离子体诱变技术在选育微生物领域应用广泛,与传统化学诱变和物理诱变相比,具有无污染、突
变速度快、易人工控制等优点。围绕细菌、真菌、酵母及微藻等方面研究常压室温等离子体诱变技术的应用,诱变
菌株具有遗传稳定、产量高等特点,实际工业应用中提高经济效益。通过对常压室温等离子体诱变技术进行系统分
[4] Christoph Ottenheim, Margarete Nawrath,Jinchuan Wu.
2021年第6期
徐礼生,等:常压室温等离子诱变选育微生物的研究进展
-99 -
Microbial mutagenesis by atmospheric and room -tempera ture plasma (ARTP) : The lastest development [J] . Bioresour. Bioprocess, 2018 (12): 2-14. [5] 林晓琼,孙旸,陈光,等.常压室温等离子体快速诱变 筛选高产纤维素酶生产菌株[J].吉林农业大学学报, 2016,38 (5) : 543-547. [6] 陈双喜,张二超,张乐乐,等.Y-聚谷氨酸生产菌株的 常压室温等离子体诱变选育[J].中国医药工业杂志, 2015,46 (9) : 951-963. [7] 蔡莹瀛,夏苗苗,董会娜,等常压室温等离子体(ARTP) 诱变及高通量筛选维生素B12高产菌株[J].天津科技大 学学报, 2018 (33): 21-26. [8] 袁红梅,薛正莲,杨心萍.常压室温等离子体和紫外诱 变选育腺苷高产菌[J].发酵科技通讯,2019, 48(2):
原生质体诱变选育高纤维素酶活性枯草芽孢杆菌的研究

原生质体诱变选育高纤维素酶活性枯草芽孢杆菌的研究谢凤行;张峰峰;周可;赵玉洁;刘韵娅【摘要】采用紫外诱变、化学诱变(DES诱变)及复合诱变的方法对产纤维素酶枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)B6的原生质体进行诱变,选育出10个高纤维酶活突变株.摇瓶发酵试验结果表明,所选突变株酶活都显著高于B6,其中,紫外诱变处理的突变株Z12,化学诱变得到的突变株H1以及复合诱变处理的突变株F12的产酶能力相对较强,且产酶能力稳定,酶活值分别为448.3,450.9,491.8 U/mL,分别为对照的176%,178%,194%.试验结果说明,对枯草芽孢杆菌的原生质进行诱变可以提高菌株产纤维素酶的能力,而原生质体的复合诱变可提高诱变效应.【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2010(025)005【总页数】4页(P211-214)【关键词】枯草芽孢杆菌;原生质体;紫外诱变;化学诱变;复合诱变;纤维素酶【作者】谢凤行;张峰峰;周可;赵玉洁;刘韵娅【作者单位】天津市农业生物技术研究中心,天津,300192;天津市农业生物技术研究中心,天津,300192;天津市农业生物技术研究中心,天津,300192;天津市农业生物技术研究中心,天津,300192;天津农学院,天津,300384【正文语种】中文【中图分类】Q933纤维素是植物纤维的主要成分,占其干质量的30%~50%,而所有动物生产都是以植物性日粮为基础,大量未被消化吸收的纤维素随粪便排到体外,造成巨大的资源浪费和环境污染。
纤维素酶是一类将纤维素水解成葡萄糖的酶的统称,它可破解富含纤维的细胞壁,使其包含的蛋白质、淀粉等营养物质释放出来并加以利用;同时,又可将纤维降解为可被畜禽机体消化吸收的还原糖,从而提高饲料利用率[1]。
纤维素酶的产生菌包括细菌、真菌和放线菌等,细菌中的芽孢杆菌由于具有环境适应性强、对温度和pH的耐受范围广、能在动物肠道内定殖调节肠道菌群平衡、提高机体的免疫力等优点,越来越受到人们的关注[2]。
优良解磷菌株诱变选育与解磷培养基优化

核农学报 2010,24(1):0041~0045Journal of N uclear Agricultural Sciences文章编号:100028551(2010)0120041205优良解磷菌株诱变选育与解磷培养基优化孙剑秋 王 鹏 张 建 臧 威 王登宇 李 铁 王 红(齐齐哈尔大学生命科学与工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161006)摘 要:对解磷菌枯草芽孢杆菌X1055进行紫外线诱变选育,筛选到优良解磷突变株1055Y1。
该菌株摇瓶培养72h 发酵液中有效磷含量最高达到5122mg/L,解磷能力比出发菌株提高1718%。
在单因子试验筛选最适碳源、氮源基础上,通过Plackett 2Bur man 设计,确定接种量、pH 、KCl 浓度等因素对突变株1055Y1解磷能力具有显著影响。
应用爬坡试验和Box 2Behnken 设计的响应面法,对突变株1055Y1解磷培养基进一步优化。
结果表明:在250m l 发酵培养基中,接种量10121m l 、pH 6175、KCl 浓度0112g/L 时,突变株1055Y1解磷达到最佳水平,发酵液有效磷含量达到7103mg/L 。
关键词:解磷细菌;紫外线诱变;解磷培养基;响应面法M UTANT SCREEN ING AN D M ED I U M O PT I M IZ ING O F A PHO SPHATE 2D I SSOL V I NG BACTER I A STRA I NS UN J ian 2qiu WANG Peng Z HANG J ian Z ANG W ei WANG Deng 2yu L I Tie WANG Hong(College of L ife Science and Engineering,Q iqihar U niversity,Q iqihar ,Heilongjiang 161006)Abstract:Mutant 1055Y1was obtained fr om the phos phate 2diss olving bacteria B acillus subtilis X1055by UV mutati on .Compared with that of the original strain,the phos phate 2diss olving ability of the mutant was increased by 1718%,and the available phos phate content reached 5122mg/L in the br oth liquid cultured f or 72h .Based on t w o single 2fact or experi m ents of the op ti m al carbon and nitr ogen s ources screening,the phos phate 2diss olving ability of the mutant was evidently affected by inoculu m ,pH,KCl concentrati on thr ough the Plackett 2Bur man analysis .The phos phate 2diss olving medium of the mutant 1055Y1was op ti m ized by the steepest ascent p r ocedures and Box 2Behnken analysis .The results showed that the available phos phate content in the mutant br oth liquid ca me t o 7103mg/L under the conditi on of 10121m l of inoculu m ,pH 6175,and 0112g /L of KCl in 250m l br oth .Key words:phos phate 2diss olving bacteria;UV mutati on;phos phate 2diss olving medium;res ponse surface methods收稿日期:2009204218 接受日期:2009210216基金项目:黑龙江省普通高等学校骨干教师创新能力资助计划(1055G063),齐齐哈尔市农业攻关及推广计划项目(NG06244)作者简介:孙剑秋(19692),男,黑龙江德都人,博士,教授,硕士生导师,主要研究方向为微生物资源生态学和遗传育种学。
等离子体注入诱变选育细菌纤维素高产菌株

A s atT e at aclls ( C-rd c gsa ( lcnct at l u , ) a t ei dwt l mao l t i , bt c: h c r leuoe B ) oui ri G uo ae b c r yi m Gx w s a nz i pa ni a a o r b e l i p n tn o ex n mu g e h s i mp n t n n t m t s ft i ad e uato sa X nme X 5 a o tnd T e Cpout n yG -(. 2/) a o t . 1一 lhge t tao te h n r nG , a l yG 一, s ba e . h B rdc o b X 54t gL W a u 1 39f d i r a ht f w i i 6 s b 8 o h h n h
o g n l ta . i r i a r i s n K e o d : ce il el o e lc n eo a trx i m; a m a yw r s ba tra l s ;gu o ac t b ce yl c ul nu pls
18 年 B o n 发 现 木 醋 杆 菌 ( c t a t 86 rw A e bc r o e
好 的诱变效果 以及细菌纤维素产量低的 问题,采用等
离子体注入诱变的方法对菌体进行诱变 ,探 讨合适 的 筛选方法 ,筛选高产细菌纤维素的突变株。
1 材料与方法 1 菌种 . 1 木 葡糖 酸 醋杆 菌 ( l o ae b c rx l u Gu n ct a t yi m) c o e n
葡萄糖 2 ,酵母粉 75 5 .,蛋 白胨 1 ,NaI O 0 2I 4 - P
surfactin高产菌株的等离子体诱变及其高通量筛选

surfactin高产菌株的等离子体诱变及其高通量筛选李光;唐小玲;韦璇;朱学亮;张勇;张乐乐;陈双喜【摘要】利用常压室温等离子体(atmospheric pressure and room temperature plasma,ARTP)方法对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis E7进行快速诱变,筛选表面活性素(surfactin)高产菌株.采用表观初筛,溶血圈初筛,孔板复筛,多功能酶标仪检测,摇瓶验证相结合的方法提高了筛选通量,加快了筛选进程,构建了高通量诱变筛选surfactin高产菌株的体系,并使用高效液相(high performance liquid chromatography,HPLC)检测方法对产物进行检测.优化处理时间为220 s,获得了遗传稳定的突变菌株Bacillus subtillus SF90-5,其产surfactin能力提高到约0.8 g/L,是原始菌株的5倍.ARTP诱变技术结合高通量筛选体系极大程度减少了工作量,提高了筛选通量,加快了筛选进度,并快速获得了目的菌株,为脂肽类表面活性剂进一步的工艺研究提供了基础.%In this study,ARTP(atmospheric pressure and room temperature plasma,ARTP) method was used to obtain rapid mutagenesis of Bacillus subtilis E7 in atmospheric pressure and room temperature,to screen strain with high yield of surfactin.Several methods such as appearance screening,determination of diameter of hemolytic circle,culture in Microflask,detection by multifunctional enzyme standard detector,and shake flask test were combined to improve screening throughput and speed up screening process.A high-throughput screening system for mutant strain with high yield of surfactin was preliminarily built.High performance liquid chromatography (HPLC) was used to detect target product.After mutagenesis for 220 s,Bacillus subtillus strain SF90-5 with good genetic stability was obtained.Its surfactin yield increased to 0.8g/L,which was 5 times of that of the original strain.Mutagenesis with ARTP resulted inreduced workload,effectively increased screening flux,and accelerated screening process.Desired target strain was obtained fleetly.This experiment provided a foundation for study of strain with high yield of surfactin.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2017(043)002【总页数】6页(P67-72)【关键词】surfactin;常压室温等离子体;枯草芽孢杆菌;高通量【作者】李光;唐小玲;韦璇;朱学亮;张勇;张乐乐;陈双喜【作者单位】河南大学生命科学学院,河南开封,475000;河南大学生命科学学院,河南开封,475000;沈阳师范大学生命科学学院,辽宁沈阳,110000;河南大学生命科学学院,河南开封,475000;无锡源清天木生物科技有限公司,江苏无锡,214000;无锡源清天木生物科技有限公司,江苏无锡,214000;河南大学生命科学学院,河南开封,475000【正文语种】中文脂肽类生物表面活性剂是一种由肽链和脂肪酸链组成的两性分子,其一端为多个氨基酸组成的亲水基肽链,另一端为亲油基脂肪烃链。
1株高效解钾菌的分离、鉴定及培养条件优化

1株高效解钾菌的分离、鉴定及培养条件优化伍善东;雷平;郭照辉;单世平;付祖姣;程伟【摘要】为获得高效的解钾菌株,从长沙县油菜田土壤中分离有较强解钾能力的菌株,结合茵落形态和生理生化特性及16SrDNA序列分析鉴定菌株,通过单因子试验与正交试验对解钾能力最强的菌株发酵条件进行优化.结果表明:解钾能力最强菌株JK-3为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其发酵上清液中有效钾含量较对照增加13.7 mg/L.最优培养基为4.0%葡萄糖、0.1%蛋白胨、1.0%鱼粉、0.5%MgSO4·7H2O;最优培养条件为培养温度28℃、培养时间36 h、初始pH7.2、转速180 r/min、接种量2.0%,500mL三角瓶装液量为40 mL.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2016(044)005【总页数】4页(P77-80)【关键词】解钾菌;分离;枯草芽孢杆菌;微生物肥料【作者】伍善东;雷平;郭照辉;单世平;付祖姣;程伟【作者单位】湖南省微生物研究院,湖南长沙410009;湖南省微生物研究院,湖南长沙410009;湖南省微生物研究院,湖南长沙410009;湖南省微生物研究院,湖南长沙410009;湖南省微生物研究院,湖南长沙410009;湖南省微生物研究院,湖南长沙410009【正文语种】中文【中图分类】Q938.1+3钾是作物生长的重要营养要素之一。
据土壤普查资料显示[1],我国耕地缺钾和严重缺钾的比例分别约为70%和45%,肥料中的氮、磷、钾比例为1∶0.4∶0.16,远小于发达国家的1∶0.5∶0.4,已成为限制作物产量和品质提高的重要因素。
农业生产中常施用化学钾肥提供给作物生长所需的钾元素,但易破坏土壤结构、有机质含量下降[2],不利于农业的可持续性发展。
土壤中95%的钾为矿物钾形态,存在于钾长石和云母这二大矿物中[3],不能直接被植物吸收利用。
解钾细菌多是硅酸盐细菌,其能分解矿物并释放钾等元素供植物利用,将土壤中无效钾元素转化为有效态钾,同时也有固氮和解磷功能[4]。
园艺植物育种学12诱变育种

三、诱变育种的类别
1、物理诱变
2、化学诱变 3、其他因素
物理阶段:主要特征是辐射能量使生物体
内各种分子发生电离(产生自由电子)和
激发(把束缚电子激发到更高的能级)。
物理-化学阶段:主要特征是通过电离的分
子重排,并产生许多化学性质很活泼的自 由基(具高能)。
H2O 辐射 H2O++eH2O +eH2O+ H2OH2OH++OH. OH-+H. H2O2
(三)植物对辐射损伤的修复
生物体——自我修复能力
抑制修复体系,提高突变频率
EDTA,咖啡因,BUdR
(四)辐射敏感性
植物不同种类和品种,敏感性不同
染色体DNA含量决定敏感性:DNA含量越多越敏感 多倍体比二倍体更抗辐射
植物组织器官、发育阶段和生理状态不同, 敏感性不同
根>枝条>种子;
发展简史
诱变育种起始于20世纪20年代末。
最早发现x射线和化学药剂可提高基因突变频率。
20世纪50年代,辐射育种技术兴起,并在园艺植物育种方 面得到有效利用。 据FAO/IAEA统计资料,通过诱变育种获得的果树新品种数 量在近二十年内急剧增长。到1993年时,总计育成各种果
树品种41个(不包括我国的),其中苹果9个,欧洲甜樱
3.花粉和子房——最大优点:很少产生嵌合体 4.离体培养材料——可避免和减少嵌合体的形成。
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菌株 B. subtilis P21及其诱变菌株的固体培养基 115 碱性磷酸酶活性测定
和液体培养基均为有机磷培养基 (卵黄培养基 ) [ 6 ] 。
采用碱性磷酸酶试剂盒进行测定 ,方法按试剂
固体培养条件 :接种后置于 37 ℃培养箱静置培养 。 盒说明书进行 。将 100 mL 酶液在 37 ℃下与基质作
3. 5
8. 0
2. 3
3. 0
8. 0
2. 7
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10. 0
3. 3
2. 5
7. 0
2. 8
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7. 5
2. 1
3. 0
9. 0
3. 0
进行改良 ,筛选高效解磷菌株 。
1 材料与方法
111 材料 1. 1. 1 菌株来源 实验菌株 B. subtilis P21从山东 省农业科学院试验田土壤中筛选并经中国科学院微
采用 Jenco 6219 酸度计进行测定 。
上清检测可溶性磷含量 、碱性磷酸酶活性和 pH值 。 113 离子束注入
2 结果与分析
将菌株 B. subtilis P21接种于 50 mL 液体有机磷 211 B. subtilis P21突变菌株筛选
培养基发酵 72 h,离心收集菌体 ,用 5 mL 无菌水悬
通过固体有机磷培养基平板筛选得到 8株解磷
溶后涂于无菌培养皿并吹干 ,采用 TITAN 离子束注 圈明显增大的突变菌株 ,分别命名为 B. subtilis P2121
表 2 B. sub tilis P21和 B. sub tilis P2125中可溶性磷含量
Table 2 Content of soluble phosphate of B. subtilis P2125 and B. subtilis P21
游银伟 1 ,王 梅 2 ,江丽华 2 ,岳寿松 1 ,刘兆辉 23
(1. 山东省农业科学院高新技术研究中心 ,山东 济南 250100; 2. 山东省农业科学院土壤肥料研究所 ,山东 济南 250100)
摘 要 :通过 N 离子束注入对枯草芽孢杆菌 B acillus subtilis P21进行诱变 ,筛选得到一株解磷能力提高 48 %的突变菌株 B. subtilis P2125。对 B. subtilis P21和 B. subtilis P2125发酵过程中碱性磷酸酶活性 (AKP)和可溶性磷含量进行了定量分析 ,结果表明两者的碱 性磷酸酶活性和可溶性磷含量变化趋势基本一致 ,但 B. subtilis P2125均比同期 B. subtilis P21值高 ,说明突变菌株 B. subtilis P2125比 原始菌株 B. subtilis P21解磷性状优良 。 关键词 :枯草芽孢杆菌 ;解磷菌 ;诱变 ; N 离子束 ;碱性磷酸酶 中图分类号 : S143. 2 文献标识码 : A
有机磷是土壤磷的重要组分 ,一般占土壤全磷 的 20 % ~50 % [ 1 ] ,这些有机磷必须转化为可溶性 的无机磷才能被植物吸收利用 ,通过高效解磷微生 物将土壤中有机磷转化为无机磷 ,是解决土壤缺磷 , 提高土壤养分的有效途径 。目前经国家农业部批准 可应用于解磷微生物肥料生产的菌株有枯草芽孢杆 菌 (B. subtilis) 、巨大芽孢杆菌 (B acillus m ega terium ) 等。
液体发酵条件 :装量为 200 mL /1000 mL 三角瓶 ,接 用 15 m in产生 1 mg酚定义为 1个金氏单位 (U ) 。
种量 10 % , 37 ℃于旋转式摇床培养 ,每天定时取样 116 pH 值测定
10 mL , 4 ℃ 12 000 r/m in离心样品 20 m in,用所得
磷含量 (m g /L )
时间 ( d) Time
0
1
2
3
4
5
B. subtilis P21 B. subtilis P2125
24. 1 24. 1
44. 3 53. 2
67. 0 110. 4
75. 6 101. 8
64. 1 111. 8
65. 6 101. 3
pH
B. subtilis P21 B. subtilis P2125
菌落 +解磷圈直径 D
菌落直径 d D imension of colony (mm )
D imension of colony and p ho sp ha te2so lub ilizing
D /d
periphery (mm )
3. 0
6. 02Biblioteka 02. 05. 0
2. 5
3. 0
7. 0
2. 3
B. subtilis P21 对无机磷的分解能力强 ,但是对有机 磷的分解能力较弱 ,为了提高其应用效果 ,可通过诱 变技术获得解有机磷功能大大提高的优良菌株 ,制 成菌剂后再回接到土壤中促进植物生长 [ 2 ] 。
离子束注入是 20世纪 80年代初兴起的一种新 的高效诱变技术 [ 3 ] ,注入过程包括能量交换 、质量 沉积 、动量及电荷交换等因素 。20 世纪 80年代初 , 余增亮等将其应用于生物育种 ,现在逐渐应用于微 生物育种 , 至今已取得一系列显著成果 。袁成凌 等 [ 4 ]经离子束连续诱变 ,获得一株花生四烯酸产量 较出发株高 126. 2 %的高产菌 ,虞龙等 [ 5 ]将低能离 子注入应用于 Vc 生产菌氧化葡萄糖酸杆菌 ( Glu2 conobacter oxydan)和巨大芽孢杆菌 (B. m ega terium ) 的诱变 ,筛选到糖酸克分子转化率高达 94 % 的高 产菌株 。本试验采用 N 离子束注入对 B. subtilis P21
M utan t Breed ing of H igh Effective Phospha te2solub iliz ing Bacter ia B acillus sub tilis P21 by N itrogen Ion ic Beam
YOU Yin2wei1 ,WANG M ei2 , J IANG L i2hua2 , YUE Shou2song1 , L IU Zhao2hui23 ( 1. H igh2Tech Research Center, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Shandong J inan 250100, China; 2. Soil and Fertilizer Institute, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Shandong J inan 250100, China)
从自然界中直接筛选得到的解磷微生物解磷功 能都各有偏重 ,本实验室保存的这株枯草芽孢杆菌
收稿日期 : 2009 - 03 - 13 基金项目 :农业部科技成果转化资金项目 ( 2006GB2C600161 ) ;
国际科技合作项目 (2007DFR30210) ;山东省农业科学院创新基 金项目 ( 2006YCX019) 作者简介 :游银伟 (1977 - ) ,男 ,硕士 ,助理研究员 ,主要从事农 业微生物研究 , 3 为通讯作者 。
Abstract:A mutant strain B acillus subtilis P2125 induced by mutation of N itrogen ionic beam was screened and its phosphate2solubilizing ca2 pacity was 48% higher than that of the initial strain B. subtilis P21. The activities of alkaline phosphates and the content of soluble phosphate of B. subtilis P2125 and B. subtilis P21 were quantitatively analyzed. The results showed that the trends of both strains were roughly consistent, but the alkaline phosphates activities and the content of soluble phosphate of B. subtilis P2125 were higher than that of the initial strain B. sub2 tilis P21 over the same period. This indicated that the phosphate2solubilizing capacity of the mutant strain B. subtilis P2125 was better than that of the initial strain B. subtilis P21. Key words:B acillus subtilis; Phosphate2solubilizing bacteria; Mutation; N itrogen ionic beam; A lkaline phosphatase
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
4期
游银伟等 :高效解磷菌 B acillus subtilis P21的 N 离子束诱变育种
5 8. 85 8. 64
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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西 南 农 业 学 报 22卷