碳氮比（C/N）对高山被孢霉中花生四烯酸积累的影响

为探究氮源及碳氮比（C/N）对高山被孢霉（Mortierella alpina）中花生四烯酸（ARA）积累的影响，选取无机氮硝酸钠和有机氮尿素为氮源，分别于高、中、低C/N条件下（C/N为40∶ 1、20∶ 1和10∶ 1）进行M.alpina发酵实验。分析发酵过程中菌体生物量（DCW）、发酵液残C量、发酵液残N量的变化，并通过气相色谱质谱联用技术（GC-MS）检测菌体中脂肪酸组分及其含量的动态变化，同时对各分析指标间进行了Pearson相关性分析。结果表明，以硝酸钠为氮源，高C/N条件下所获DCW更高（6.42 g/L），为低C/N条件下的2.3倍，且高C/N条件下ARA产量也更高（0.21 g/L），高C/N条件下ARA产量与DCW和N消耗量呈显著正相关。以尿素为氮源，低C/N条件下获得较高的DCW（18.2 g/L），但因低C/N条件下菌体中ARA含量较低，故ARA产量不高；且相同C/N条件下，DCW和ARA产量远高于以硝酸钠为氮源的；不同C/N条件下，ARA产量与DCW、C消耗量、N消耗量和总脂肪酸含量均呈显著正相关。综上所述，有机氮比无机氮更有利于M.alpina菌体的生长和ARA的积累，且尿素的中C/N条件更有利于提高ARA的产量（0.99 g/L）。     

不同碳氮组合对三角褐指藻兼养生长及脂质积累的影响

为了探讨兼养培养中不同碳氮组合对三角褐指藻(P.tricornutum)生长及脂质积累的影响,以葡萄糖为碳源,氯化铵为氮源,以不同的碳氮组合兼养培养P.tricornutum,用干重法测定P.tricornutum的生物量,三氯甲烷-甲醇法提取脂质,并采用GC分析脂肪酸组成。结果表明,兼养生长中P.tricornutum基于氯化铵消耗的细胞得率系数随着葡萄糖质量浓度的增加而降低,降低了对氮源的需求;在碳氮组合为葡萄糖质量浓度0.5 g/L,氯化铵浓度1.0 mmol/L的条件下,P.tricornutum生物量达最高,为1.25 g/L,脂质含量可达44.6%,不同碳氮组合对P.tricornutum脂质多不饱和脂肪酸(PUFA)和二十碳五烯酸(EPA)含量的影响不显著。     

SSADH基因调控对高山被孢霉脂质合成的影响

高山被孢霉合成油脂能力很强,可合成多种n-3和n-6系列多不饱和脂肪酸(PUFAs)。γ-氨基丁酸(GABA)代谢途径是由谷氨酸经过一系列反应转化至琥珀酸并产生NADPH的过程,同时可为产油真菌生长提供碳源和氮源。通过构建γ-氨基丁酸途径中琥珀酸半醛脱氢酶(SSADH)基因RNA干扰菌株(MA-i SSADH),对MA-i SSADH中的脂肪酸组成、NADPH水平及相关基因转录水平进行分析,研究SSADH与高山被孢霉脂质合成关系。与原养型高山被孢霉(M.alpina)相比,MA-i SSADH中SSADH基因转录水平显著下调,同时脂肪酸总含量下降了20.9%,C18∶1相对含量提高了73.5%,表明SSADH在高山被孢霉脂质合成中起重要作用。尽管MAi SSADH中NADPH绝对含量没有发生显著性变化,但NADPH合成相关基因如苹果酸酶(ME)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGD)、异柠檬酸脱氢酶(IDH)、亚甲基四氢叶酸脱酸酶(MTHFD)基因转录水平均发生了显著变化,表明SSADH对NADPH合成途径产生了重要调控,这可能是其影响脂质合成的原因之一。     

赖氨酸发酵工业化研究——赖氨酸流加发酵中氮源浓度的选择及控制模式

以黄色短杆菌(Brevibacteriumflavum)WSHL1为产生菌,研究确定了2.5L罐赖氨酸流加发酵中氮源浓度的初始值及过程控制模式。首先分析了不同初始有机氮源浓度对赖氨酸流加发酵过程菌体生长、产物积累以及微生物稳定性的影响,并得到适宜的初始有机氮源浓度为20g/L;在流加糖液中添加10g/L的有机氮源使发酵产酸和产物对耗糖转化率分别达到109.0g/L和38.5%。在分析pH值反馈控制铵离子浓度时的发酵液硫酸铵浓度变化过程的基础上,提出了葡萄糖浓度反馈控制铵离子浓度的基质流加模式。对铵离子浓度采取复合反馈控制方式后,发酵64h,赖氨酸盐酸盐浓度和产物对葡萄糖的转化率分别达到119.0g/L和40.2%。     

赖氨酸发酵工业化研究

以黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）WSH L1为产生菌,研究确定了2.5 L罐赖氨酸流加发酵中氮源浓度的初始值及过程控制模式。首先分析了不同初始有机氮源浓度对赖氨酸流加发酵过程菌体生长、产物积累以及微生物稳定性的影响,并得到适宜的初始有机氮源浓度为20g/L;在流加糖液中添加10g/L的有机氮源使发酵产酸和产物对耗糖转化率分别达到109.0g/L和38.5%。在分析pH值反馈控制铵离子浓度时的发酵液硫酸铵浓度变化过程的基础上,提出了葡萄糖浓度反馈控制铵离子浓度的基质流加模式。对铵离子浓度采取复合反馈控制方式后,发酵64 h,赖氨酸盐酸盐浓度和产物对葡萄糖的转化率分别达到119.0 g/L和40.2%。     

比较转录组解析氮限制对微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂和淀粉积累的分子调控机制

为明确微藻油脂与淀粉代谢过程中是否存在相互竞争与转化关系,以微藻Ankistrodesmus sp.HJ12为实验材料,对不同氮浓度培养条件下的微藻Ankistrodesmus sp.HJ12生物量、油脂含量和淀粉含量进行测定,并进行比较转录组研究,探讨其油脂和淀粉积累相关影响及分子调控机制。结果表明：氮浓度对该藻株油脂和淀粉积累具有显著影响,且油脂与淀粉积累呈显著负相关关系;培养基中添加氮源时,微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂含量显著高于无氮源条件,油脂含量最高时的氮浓度为7.6 mmol/L;无氮源时,其淀粉含量最高;比较转录组研究发现,促进微藻Ankistrodesmus sp.HJ12油脂积累的主要因素可能是脂肪酸合成途径、糖酵解途径与淀粉分解代谢途径的增强,为脂肪酸的合成提供了更多的乙酰-CoA和碳源,从而促进了脂肪酸的合成;挖掘得到4个调控脂质合成代谢的关键基因ACACA、α-AMY、PDC和adh,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证基因表达差异变化,结果与转录组分析差异一致。研究结果可为进一步了解微藻脂质合成代谢的分子机制提供一定的参考,同时...     

深黄被孢霉产脂的研究

深黄被孢霉在限制氮源的情况下培养,其生物量得到了显著提高,达到35.9 g/L,葡萄糖利用率也大大增加,甚至培养基中葡萄糖起始浓度可以达到100 g/L。氮源耗尽后,菌体中重要的脂肪酸得到积累,其油脂含量为50%~55%,微生物油脂产量为18.0 g/L产脂培养基。每消耗1 g葡萄糖,总的生物量增加0.34 g,干菌体中的油脂含量增加0.17 g。油脂中的γ-亚麻酸含量为3.5%左右,即16~19 mg/g干菌体,最多的甚至可以达到0.801 g/L发酵培养基。     

响应面法优化黄孢原毛平革菌产多糖培养基的研究

将Plackett-Burman设计法和响应面分析法相结合,对影响黄孢原毛平革菌(Phanerchaete chrysoprium)生产多糖的发酵培养基进行优化.结果表明,培养温度、酒石酸铵浓度和初始pH与多糖产量存在显著的相关性,采用优化后的条件进行摇瓶发酵,得到黄孢原毛平革菌产多糖的最佳工艺条件:葡萄糖10g/L,酒石酸铵0.4g/L,大量溶液60mL/L,微量元素液25mL/L,维生素B1 1mg/L,初始pH4.5,发酵温度37℃,接种量10%,非固定化培养5d.多糖产量从289.3mg//L提高到467.9mg/L.     

高山被孢霉谷氨酸代谢调控产脂的初步研究

为解析谷氨酸代谢对产油丝状真菌高山被孢霉(Mortierella alpina)脂质合成的影响,该文考察了补加谷氨酸条件下高山被孢霉谷氨酸代谢相关酶的基因转录水平、酶活性水平和总脂产量等指标。结果显示,补加谷氨酸显著影响了高山被孢霉胞内谷氨酸代谢相关基因的转录水平,NADP⁺型谷氨酸脱氢酶和谷氨酸脱羧酶活性的增加为脂肪酸从头合成提供了充足的还原力,这使得细胞总脂含量提升了3 g/L(约占干重比例10%)。该研究为氨基酸介导的微生物脂质合成机制解析提供了参考。     

Schizochytrium sp.S31生产DHA底物流加策略及呼吸特性分析

考虑到培养液内的碳源和氮源质量浓度及其比例关系对细胞生长以及油脂积累的特性有明显的影响,采用分批补料、间歇流加方式考察底物流加策略对Schizochytrium sp.S31生产DHA的影响,同时对发酵尾气CO_2释放与DHA含量的相关性进行分析。结果表明:通过分批培养的方式确定最佳的初始碳氮比为7∶1,此条件下最终的DHA含量达到2.66 g/L;最佳的底物流加策略为培养80 h内间歇流加酵母提取物使培养液中酵母提取物质量浓度达5 g/L,同时将葡萄糖质量浓度控制在30 g/L的恒定水平,DHA含量最终提高至16.75 g/L;分析呼吸特性发现,氮源耗尽后平均CO_2释放速率与DHA的积累量之间存在正相关性。     

氮源及C/N比对D-核糖发酵的影响

考察了尿素、(NH4 ) 2 SO4 和NH4 Cl 3种无机氮源及其质量浓度对核糖发酵的影响 ,发现短小芽孢杆菌SY 5利用无机氮源能力很弱 ;另外通过改变不同C/N比的发酵实验和响应面分析优化培养基的实验发现 ,D 核糖生长最适C/N =1 9∶1 ,发酵最适C/N =1 1∶1 ,并且葡萄糖和 (NH4 ) 2 SO4 、玉米浆与 (NH4 ) 2 SO4 都存在较强的交互作用。     

液态发酵猴头菌多糖工艺优化研究(I)——碳、氮源对得率的影响

研究了适于液态发酵猴头菌多糖的各常用碳源和氮源及C/N比。结果表明 ,葡萄糖为最适碳源 ,其次为糊精 ;复合氮源 (黄豆粉 +玉米粉 +麸皮粉 )为最适氮源 ;最适C/N比为 2 6。C/N比对液态发酵猴头菌多糖的影响符合正态分布规律 ;培养基成分和C/N比是影响猴头菌多糖产量的两个重要因素     

营养强化混养条件下提高色绿藻生物量和虾青素产量

本研究在混养条件下,系统地比较了葡萄糖浓度、氮源种类以及不同碳氮比对色绿藻生物量和虾青素产率的作用规律。目的是在短时间内达到最高生物量同时获得较高含量的虾青素,为建立色绿藻高密度快速扩种和诱导积累虾青素应用技术提供科学依据。研究结果表明:在混养条件下,当葡萄糖浓度一定时,硝酸钠是细胞生长所需的最优氮源,6 d可达到最高生物量浓度9.23 g/L,平均比生长速率为0.24/d,虾青素产量为12.38 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例高达46.94%。至于不同碳氮比、葡萄糖浓度对色绿藻生物量和虾青素生产的影响,当葡萄糖浓度为30 g/L、C/N比为34为细胞生长的最优条件,生物量浓度最高为11.28 g/L,平均比生长速率高达0.32/d;虾青素含量显著优于其他组(p0.05),虾青素的产量为21.77 mg/L,虾青素占总类胡萝卜素的比例进一步提高到52.71%。本研究结果对于色绿藻高密度快速生长并积累大量虾青素的放大技术开发具有重要的指导意义。     

荧光定量PCR分析土壤杆菌及其ntrC突变株对氮源的应答反应

热凝胶是土壤杆菌在环境氮源限制时产生的水不溶性多糖,其合成与氮源代谢调控相关,但其机理还不清楚.作者使用荧光定量PCR的方法比较了土壤杆菌野生菌株和其ntrC突变株在氮源充足和限制条件下氮源代谢相关基因和碳代谢相关基因的转录水平差异,探索了土壤杆菌对氮源限制环境的应答机制及氮源调控蛋白NtrC和热凝胶合成之间的关系.结果表明土壤杆菌在环境氮源限制时,ntrB,glnA,glnB,nifR等4种氮代谢相关基因和exoC,exoN,crd,cisY,ndk,glmU等6种碳代谢基因的相对转录水平都有不同程度的提高,表明当环境氮源缺乏时土壤杆菌调整细胞整体代谢(包括氮源吸收代谢、碳代谢、能量合成等),同时使碳代谢流进入热凝胶合成途径用于能量储存.NtrC蛋白参与调控热凝胶合成,而且热凝胶合成过程相关酶的调控,除了存在转录水平调控外,还可能还存在翻译水平的调控.ntrC突变株的热凝胶合成能力相对于野生菌显著降低,且热凝胶合成基因crd在氮源缺乏时的相对转录水平较野生菌株高,推测NtrC蛋白并非crd基因的转录因子.     

6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶在产油细菌浑浊红球菌PD630脂质积累中的作用

产油微生物脂质合成的过程已基本清晰:乙酰辅酶A和还原力NADPH在脂肪酸合酶(FAS)的作用下合成脂肪酸。产油微生物菌体内主要有苹果酸酶(ME)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGDH)和异柠檬酸脱氢酶(ICDH)为其脂质合成提供所需还原力NADPH。为了研究6PGDH在浑浊红球菌PD630(Rhodococcus opacus PD630)脂质积累中的作用,作者将编码氧化磷酸戊糖路径(oxPPP)中6PGDH的基因gnd在R. opacus PD630中过表达。结果表明,与对照菌株相比较,过表达gnd的重组菌株总脂肪酸含量提高了20%～30%,且6PGDH酶活力和gnd的转录水平也显著提高。由此可见,6PGDH在R. opacus PD630脂质合成中具有重要的作用,能为其提供所需的还原力NADPH,以促进其脂质的积累。     

前体物质和碳氮源补加策略对钝齿棒杆菌发酵生产L-精氨酸的影响

研究了前体物质和碳氮源补加策略对钝齿棒杆菌Corynebacterium crenatum SYAN7发酵生产L-精氨酸的影响.结果表明,发酵24 h后添加前体物质谷氨酸,以初始硫酸铵质量浓度20 g/L,分别于24、48 h补加20 g/L硫酸铵的补氮方式,和以初始葡萄糖质量浓度100 g/L,分别于24、48、72 h均匀添加葡萄糖,使总糖质量浓度达175 g/L的补碳方式,摇瓶发酵96 h后,L-精氨酸产量最高达37.8 g/L.     

木薯淀粉水解液对小球藻生物量和油脂含量的影响

研究了木薯淀粉水解液作为碳源对小球藻生长量、油脂总量和脂肪酸的影响.结果表明,氮源浓度为0.05 mol/L时,小球藻生物量在30 g/L木薯淀粉水解液浓度下达到最大值,为9.5 g/L;小球藻总脂含量达最高值,为45.9%,其产量4.36 g/L;小球藻脂肪酸的主要组成为C18和C16,最大产率为1.37 g/L.     

氮源对等鞭金藻生长和脂肪酸组成的影响

研究了在培养基中添加不同浓度的NaNO3、NH4 Cl、NH2 CONH2 对等鞭金藻生长和脂肪酸组成的影响。结果表明 ,当不在培养基中添加氮源时 ,等鞭金藻生长缓慢。但C16∶0 ,C18∶0 和多不饱和脂肪酸 (PUFAs)占总脂肪酸的比例最高。氮浓度在 0 9～ 7 0mmol/L之间 ,等鞭金藻的生长随着NH4 Cl浓度的增加而下降 ,随着NH2 CONH2 浓度的增加而升高 ,而受NaNO3浓度变化的影响不显著。以NaNO3或NH2 CONH2 为氮源 ,DHA占总脂肪酸的比例随着其浓度的增加先上升后下降 ,最适浓度为 3 5mmol/L。以NH4 Cl或NH2 CONH2 为氮源 ,PUFAs占总脂肪酸的比例随着氮浓度的增加而下降 ,且等鞭金藻DHA占干重的比例在 1 8mmol/L的浓度时达到最高 ,分别为1 8%和 1 6% ;以NO- 3为氮源 ,在浓度为 3 5mmol/L时DHA含量最高 ,为 2 2 %。在相同氮浓度下 ,DHA占干重的比例以NaNO3为氮源最高 ,以NH2 CONH2 为氮源时最低。     

葡萄糖对光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的影响

在30L发酵罐中研究了初始葡萄糖质量浓度和补料方式对光滑球拟酵母WSH-IP303发酵生产丙酮酸的影响．实验确定116.4g/L左右是较为适宜的初始葡萄糖质量浓度,发酵58h时丙酮酸质量浓度和产率分别为58.0g/L和0.516g/g．采用初始葡萄糖质量浓度为53.4g/L,发酵24h分批补料至葡萄糖总质量浓度为115g/L的培养方式,发酵64h时丙酮酸质量浓度和产率分别为60.2g/L和0.559g/g;采用初始葡萄糖质量浓度为62.6g/L,发酵24h开始连续补料至葡萄糖总质量浓度为115g/L的培养方式,发酵72h时丙酮酸质量浓度和产率分别为63.3g/L和0.586g/g,与葡萄糖总质量浓度相似(115g/L)的分批发酵相比,丙酮酸产量分别提高了3.8%和9.1%．实验结果表明适宜的初始葡萄糖质量浓度能促进光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸;尽管葡萄糖补料培养可适度提高丙酮酸的产量及产率,但生产强度却有所下降．     

温度对裂殖壶菌S31中FAS及PKS基因 转录水平的影响

以甘油为碳源,测定了摇瓶中裂殖壶菌S31进入脂质积累期后,温度对胞内油脂脂肪酸组成以及FAS和PKS基因转录水平的影响。结果表明:当裂殖壶菌进入脂质积累阶段后,提高发酵温度到30℃会减少藻油中DHA的含量,FAS基因的转录水平比PKS基因的更高;同时,降低发酵温度到20℃会提高裂殖壶菌S31藻油DHA的含量,PKS基因的转录水平显著高于FAS基因的。实验结果表明,温度对PKS和FAS基因的转录水平有显著的影响,从而决定裂殖壶菌S31中藻油脂肪酸组成的变化。