春雷霉素又名春日霉素、加收米、加瑞農等,是由春日鏈霉菌所產生的一種氨基糖苷類抗生素。春雷霉素作為農用殺菌劑,被廣泛應用于農業生產,不僅具有較好的防治植物疾病的效果,并且對人畜無毒害作用,無污染和無殘留符合現代環保要求,是目前最具推廣前景的綠色農藥之一,也是當前農作物病蟲害防治中具有廣闊發展前景的農藥之一。本文以從不同發酵罐批分離篩選到5株遺傳 多樣性的春雷霉素生產菌株作為出發菌株,通過基因組洗牌技術選育出高產春雷霉素的重組菌株。
1儀器
壓力蒸汽滅菌器(上海申安醫療器材廠),OLYMPUSCX31RTSF顯微鏡(日本OIYm-Pus公司),YT-CZ-ZN超凈工作臺(北京亞泰科隆有限公司),MBR-304DR血液保存箱(深圳市凱銘杰儀器設備有限公司),HY-5回旋多用振蕩器(金壇市華峰儀器有限公司),HW.SY21-KP4電子恒溫水浴鍋(北京市長風儀表儀器廠),LC-10AVP液相色譜儀(島津儀器有限公司),LRH-1500F生化培養箱(上海一恒科學儀器有限公司),無菌96孔板(賽默飛世爾科技(中國有限公司)。
2原生質體的制備與再生
基因組shuff1ing過程中的關鍵步驟在于原生質體制備與再生,本實驗中上海申安首先確定了制備和再生的培養基的種類、方法和滲透壓穩定劑。另外酶解的溫度、時間和酶解前預處理的因素見表1所示.結果表明,在制備原生質體時,EDTA預處理細胞可以提高細胞壁酶解的效率。通過實驗結果,本文最終選擇的滲透壓穩定劑為0.3moi/l的甘露醇, EDTA預處理10min,酶解時間30min,原生質體再生采用自然擴展法。
表1 制備條件對原生質體制備率的影響情況
3結論
本研究上海申安利用基因組洗牌育種技術改良春雷霉素生產菌,成功選育出了3株產量較穩定的高產春雷霉素菌株。春雷霉素的發酵效價提高到19608mg/L,提高了37.1%。選育菌株在30噸發酵罐中發酵后,表現出起步效價高,生產期效價增幅快,而菌體的衰老晚等優勢。傳統誘變育種往往只能是1至幾個基因發生突變,生產菌株經過多年的誘變育 種后往往產生疲勞效應,通過傳統育種方法很難大幅度提高產品的產量;而基因組洗牌育種技術是在若干個親本菌株的全基因組水平上同時進行重組,可以將不同程度變異的遺傳信息整合到1個細胞株中,從而實現菌株良好遺傳信息的集中,使得菌株合成目標產物的產量提高,生產性能可以大幅度改良。因此,基因組洗牌育種技術較傳統誘變育種對菌株改良的速度更快,并且可以加速工業生產菌株向人們預期的方向的進化。