微电极芯片融合技术选育表面活性剂高产菌株的研究

论文摘要

生物表面活性剂产生菌的选育是生产生物表面活性剂的前提和基础。原生质体电融合法以其独特优越性,在动植物菌株选育中应用广泛。但是现今的电融合技术在微生物细胞电融合研究中还存在许多不足,如微生物细胞体积较小融合电极相对较大、电脉冲的作用位点不易控制等。针对以上问题,自主研制出基于梳状交叉微电极阵列的细胞电融合芯片系统,开展了产表面活性剂菌株在该电融合芯片中的选育研究。从油泥浆中筛选出一株高产生物表面活性剂菌株BS-34。用油平板培养基初筛,排油圈法复筛,获得24株产生物表面活性剂的菌株;通过测定24株发酵液的表面张力,获得一株性能优良的表面活性剂高产菌BS-34,其发酵液的表面张力值为51.47mN/m,乳化力为62%。研究BS-34原生质体化的影响因素,制备出原生质体。制备原生质体的最优条件为蜗牛酶浓度1.5%、酶解温度33℃、酶解时间3h、酶解pH值6.0及0.8mol/L山梨醇渗透压稳定剂,生成率和再生率分别为95.2%和8.9%。研究原生质体融合的影响因素,获得性能提高的新菌株。在排队电压值2V、频率1MHz,及离子浓度不大于0.1mmol/l Ca2+及0.1mmol/l Mg2+的混合液条件下,细胞在电场中有大于90%的成串率。在脉冲峰值电压50V、持续时间80μs、8个脉冲、间隔1s,溶液为0.1mmol/l Ca2+及0.1mmol/l Mg2+的混合液及0.8mol/L山梨醇的条件下,有最高的融合率8%。通过电融合获得一株菌株,其发酵液的表面张力为37.59 mN/m,乳化力为85%。该新型电融合系统在产生物表面活性剂菌株电融合选育中的成功,可推动微生物细胞电融合研究的发展。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 生物表面活性剂的应用
• 1.1.1 石油开采业
• 1.1.2 环境生物修复
• 1.1.3 食品工业
• 1.1.4 医疗和化妆品工业
• 1.1.5 农业
• 1.1.6 其它方面
• 1.2 产生物表面活性剂的菌株
• 1.3 原生质体融合选育与其他选育方法
• 1.3.1 原生质体（细胞）融合
• 1.3.2 其他选育方法
• 1.4 细胞融合技术的发展
• 1.4.1 生物诱导法
• 1.4.2 化学融合
• 1.4.3 电融合
• 1.4.4 激光融合技术
• 1.4.5 空间融合技术
• 1.4.6 离子束融合技术
• 1.4.7 基于微流控芯片的细胞融合技术
• 1.5 微电极阵列芯片电融合系统的研制
• 1.6 本课题的提出
• 1.6.1 立项依据
• 1.6.2 主要内容
• 2 产生物表面活性剂菌株的筛选
• 2.1 材料
• 2.1.1 菌株来源
• 2.1.2 仪器设备
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 菌株初筛
• 2.2.2 菌株复筛
• 2.2.3 菌株发酵液性能测定
• 2.3 实验结果
• 2.3.1 初筛实验
• 2.3.2 复筛实验
• 2.3.3 BS-34产表面活性剂性能
• 2.3.4 BS-34生长曲线
• 2.3.5 BS-34菌株观察
• 2.4 小结
• 3 原生质体制备
• 3.1 前言
• 3.1.1 原生质体制备
• 3.1.2 原生质体的再生
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 酶浓度的影响
• 3.3.2 酶解温度的影响
• 3.3.3 酶解时间的影响
• 3.3.4 pH值的影响
• 3.3.5 渗透压稳定剂的影响
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 4 电融合选育微生物菌株
• 4.1 前言:电融合影响因素
• 4.1.1 排队影响因素
• 4.1.2 融合影响因素
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 设备
• 4.2.3 方法
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 离子因素对BS-34原生质体排队的影响
• 4.3.2 离子因素对BS-34原生质体成串率的影响
• 4.3.3 离子因素对BS-34原生质体致死率的影响
• 4.3.4 离子浓度对BS-34原生质体融合脉冲峰值电压的影响
• 4.3.5 电场因素对BS-34原生质体融合的影响
• 4.3.6 BS-34原生质体电融合
• 4.3.7 动物细胞、植物和微生物原生质体电融合研究对比
• 4.4 讨论
• 4.4.1 离子因素对细胞排队的影响
• 4.4.2 离子因素对细胞融合的影响
• 4.4.3 电场因素对菌株融合的影响
• 4.4.4 三类细胞融合比较
• 4.5 小结
• 5 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录