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微波诱变法选育四环类抗生素菌种的探索和应用
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【药学毕业论文题目】作者:陈红 王春魁 郭娜 王丽 武芳【摘要】 采用微波诱变法处理四环类抗生素生产菌种——生金色链霉菌(Streptomyces aureofaciens)。当微波功率1200W、脉冲频率2450MHz时,辐照4s诱变效果最明显。01217菌株处理后得414#菌株。该菌株特性优良,15m3发酵罐试验,37批平均发酵效价高于对照菌株5.9%。处理另一株四环类抗生素生产菌种44#,选育出27#菌株,摇瓶复试效价高于对照10.5%以上。 【关键词】 四环类抗生素; 微波; 诱变; 发酵; 生金色链霉菌 微波在生物学上主要用于杀菌、刺激植物种子发芽生长[1]。随着人们对微波的生物学效应及微生物特点认识的深入,微波在工业微生物诱变育种中也应用得越来越广泛[2],与紫外线、离子注入、抗癌药物、染料等方法处理菌种相比较,微波处理法具有操作简单、费用低、安全性高、对环境污染小等特点。本试验探索了微波对四环类抗生素生产菌种——生金色链霉菌(Streptomyces aureofaciens)的诱变效应。 1 材料与方法 出发菌株为01217和44#(四环类抗生素生产菌株)。 1.2 培养基 四环类抗生素菌种选育常规培养基。 1.3 诱变处理及筛选方法 (1)孢子悬液的制备 向生长好的出发菌株茄瓶斜面中加15ml无菌水,制成孢子悬液,移入一含有20个玻璃珠的三角瓶中,摇床振摇30min,过滤、稀释。 (2)诱变处理 单次处理 取10-1稀释液10ml,放入玻璃试管中在微波炉中处理。微波诱变采用微波炉最大功率1200W,脉冲频率2450MHz,以辐照不同的时间对孢子进行诱变处理。 累积处理 取10-1稀释液10ml,放入玻璃试管中在微波炉中处理,处理不同时间后冰水冷却1min继续处理。处理采用微波炉最大功率1200W,脉冲频率2450MHz,以辐照不同的时间对孢子进行诱变处理。 (3)稀释分离 将处理过的孢子液稀释至10-5,取每个稀释度的0.1、0.3和0.5ml孢子液涂平板,最适温度培养至长好。 (4)摇瓶筛选 挑选单菌落接于斜面培养基上,最适温度培养好后,挖块接母瓶、发酵瓶,摇床振荡培养7d后放瓶测定化学效价。挑选高效价菌株埋砂土管,进行摇瓶复筛、特性考察。 (5)效价检定 化学检定方法 样品用盐酸酸化后,经滤纸过滤取滤液,用纯化水适当稀释后,加显色剂显色,在可见光的固定波长下检测,根据吸光度强弱计算效价(方法出自华北制药SOP106生化57)。 2 结果与分析 2.1 微波的诱变效应 微波诱变菌种辐照时间分别为3、4、5和7s,统计正变率和死亡率。结果显示,微波处理时间4s时菌种正变率最高,为较好的选择,这时的死亡率一般在30%左右。随着处理时间的延长死亡率增加,正变率反而下降。在平板分离培养基上分离单菌落,菌落形态变异率较小。对由01217为出发菌种获得的单菌落进行摇瓶初筛,选出6株菌进行摇瓶复筛,其中最高的一株效价比对照高7.1%,菌号定为414#(表1)。 2.2 微波的累积诱变效应 微波诱变菌种首次辐照时间分别为3、4、5和7s,之后用冰水冷却,1min后继续分别处理3、4、5和7s,统计正变率和死亡率。 微波累积处理生金色链霉菌,时间仍以4s时菌种正变率最高,为较好的选择,但与单次微波处理相比,微波累积处理整体效果稍差。在以上累积处理条件下,死亡率在20%~85%之间,死亡率并没有随处理总时间的加倍而成倍增长。在平板分离培养基上分离单菌落,菌落形态变异率仍较小。对由另一株生金色链霉菌 表1微波处理后摇瓶复筛效价44#为出发菌种获得的单菌落进行摇瓶初筛,选出4株菌进行摇瓶复筛,其中最高的一株发酵效价比对照高10.5%,菌号定为27#。 2.3 菌种遗传特性研究 对414#菌株及对照菌株、27#菌株及对照菌株进行代谢考察。将菌种分别接发酵摇瓶,在培养72h后每日取样测pH、C、N及摇瓶效价。结果414#菌株糖氮代谢均快于对照菌株,pH变化与对照菌株相近,放瓶效价比对照高14.5%;27#菌株糖氮代谢稍快于对照菌株,pH变化比较平稳,放瓶效价高于对照9.2%。 414#和27#菌株传至二代、三代砂土孢子时,摇瓶效价与原菌株基本持平。 2.4 生产试验结果 414#菌株在15m3生产罐上进行试验,表现为氨氮代谢快、起步效价高、后劲足、放罐体积大的特点。统计半年试验结果,414#菌株37批,对照菌株44批,平均发酵效价前者高于后者5.9%。现已全面推上生产。随着工艺优化,该菌株发酵效价逐步提高,多次创单罐批发酵效价历史最高记录和月平均效价历史最高记录,取得了显著的经济效益。 3 结论 微波处理诱变效果不亚于传统理化因子。本文对四环素产生菌株01227和44#菌株处理后414#菌种的发酵效价明显高于对照菌种。 27#菌种还有待上生产罐检验 【参考文献】 [1] 梁海曼,周菊华. 热击在植物组织培养的应用前景[J]. 广西植物,1992,12(1):64~75. [2] 李永泉,贺筱蓉. 微波诱变和激光诱变相结合选育金霉素链霉菌的研究[J]. 生物工程学报,1998,14(4):445~448.
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