低能离子注入柠檬酸生产菌诱变选育的研究

论文摘要

离子束生物技术是一种新型的生物诱变技术,它是通过将低能离子束注入生物体内,来研究其生物学效应和作用机理,并将它用于遗传育种和基因工程等方面的一种综合技术。经过近十年的研究,人们对它的生物学效应和作用机理有了初步的认识,但还没有掌握低能离子注入生物体的作用规律,特别是利用金属离子对微生物进行诱变还没有报道。通过低能离子注入技术对柠檬酸生产菌进行诱变选育,同时对低能离子与微生物间的作用规律进行了初步探索。　本研究特选择柠檬酸生产菌——黑曲霉进行低能离子处理,观察和统计了离子注入黑曲霉所引起的生物学效应,旨在为进一步探索低能离子与生物体互相作用规律的研究打下基础,同时通过筛选高产菌株来进一步提高柠檬酸的产量。　首先,对厂家提供的菌株进行复壮、培养、筛选,通过比较菌体的发酵产酸水平筛选出一株优良的菌株N1-2 作为出发菌株。对出发菌株N1-2 的培养及发酵条件进行优化,确定最佳装液量为500　ml 的摇瓶装50ml 发酵液,最佳接种量为一满环孢子。绘制其生长曲线,确定最佳的发酵时间为67-69h,摇床转速为300r/min,37℃。通过紫外诱变来考察出发菌株的受诱变性,统计紫外诱变黑曲霉引起的生物学效应,将筛选出来的高产菌株作为进一步诱变筛选的出发菌株。在紫外诱变过程中筛选到一株稳定高产菌株,产酸增加了5.33%,将它命名为10min-3,作为进一步诱变筛选的出发菌株。　然后重点讨论离子注入诱变柠檬酸生产菌的生物学效应。利用不同离子（氮、铁、碳）,不同能量以及不同剂量的离子处理黑曲霉,摸索低能离子与其互相作用规律,统计诱变效应,并与紫外诱变的效果做了比较,得到了较高的突变率和较广的突变谱。通过进行大量的筛选工作,在N+离子注入下,最佳注入能量为15KeV,在258×1013ions/cm2 剂量下得两株稳定的高产菌株（S）N15KeV　4-1 和（S）N15KeV　4-17,产酸增幅分别达到13.31%和12.40%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 离子束生物工程及其应用研究
• 1.1.1 离子注入与生物体相互作用
• 1.1.2 离子束生物工程的应用研究
• 1.1.3 离子注入微生物诱变育种的市场前景
• 1.2 柠檬酸发酵的研究现状和发展趋势
• 1.2.1 柠檬酸的性质和用途
• 1.2.2 柠檬酸的生产
• 1.2.3 柠檬酸的市场分析
• 1.3 本论文研究的意义和内容
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要仪器
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 培养方法
• 2.2.2 培养条件的优化
• 2.2.3 分析方法
• 2.2.4 筛选方法
• 2.2.5 紫外线诱变
• 2.2.6 氮离子注入诱变方法
• 2.2.7 金属离子注入诱变方法
• 第三章 紫外诱变柠檬酸生产菌的生物学效应
• 3.1 前言
• 3.2 出发菌株的筛分
• 3.3 培养条件的优化
• 3.3.1 菌株的发酵曲线分析
• 3.3.2 溶氧对产酸的影响
• 3.3.3 接种量对产酸的影响
• 3.4 紫外诱变
• 3.4.1 紫外诱变菌体存活曲线
• 3.4.2 紫外诱变后产酸
• 3.4.3 诱变菌株的遗传稳定性研究
• 3.5 讨论
• 第四章 氮离子注入诱变柠檬酸生产菌的生物学效应
• 4.1 前言
• 4.2 20KeV氮离子注入诱变
• 4.2.1 20KeV氮离子注入诱变存活率曲线
• 4.2.2 20KeV氮离子注入诱变后产酸
• 4.2.3 诱变注入剂量与突变率关系
• 4.2.4 诱变菌株的遗传稳定性研究
• 4.3 10KeV氮离子注入诱变
• 4.3.1 10KeV氮离子注入诱变存活率曲线
• 4.3.2 10KeV氮离子注入诱变后产酸
• 4.3.3 诱变注入剂量与突变率关系
• 4.3.4 诱变菌株的遗传稳定性研究
• 4.4 15KeV氮离子注入诱变
• 4.4.1 15KeV氮离子注入诱变存活率曲线
• 4.4.2 15KeV氮离子注入诱变后产酸
• 4.4.3 诱变注入剂量与突变率关系
• 4.4.4 诱变菌株的遗传稳定性研究
• 4.5 讨论
• 第五章 金属离子注入诱变柠檬酸生产菌的生物学效应
• 5.1 前言
• 5.2 铁离子注入
• 5.2.1 铁离子注入诱变存活率曲线
• 5.2.2 铁离子注入剂量与突变率关系
• 5.3 碳离子注入
• 5.3.1 碳离子注入诱变存活率曲线
• 5.3.2 碳离子注入剂量与突变率关系
• 第六章 高产菌株遗传稳定性考察
• 6.1 铁、碳、氮离子注入与紫外线诱变对菌体突变率的影响比较
• 6.2 高产菌株的遗传稳定性考察
• 6.3 筛选诱变过程图谱
• 6.4 讨论
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 成果
• 致谢