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高产虾青素的红发夫酵母菌株进化工程研究

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目录

文摘

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第一章 文献综述

1.1 进化工程

1.1.1 从进化论到进化工程

1.1.2 进化工程的原理与方法

1.1.3 进化工程的研究进展

1.1.4 进化工程的发展趋势

1.2 虾青素

1.2.1 虾青素的理化性质与结构

1.2.2 虾青素的功能及应用

1.2.3 虾青素的生产方法和现状

1.3 红发夫酵母

1.3.1 红法夫酵母生理性状简介

1.3.2 红法夫酵母中虾青素的合成途径

1.3.3 红法夫酵母虾青素高产株的选育

第二章 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 出发菌种

2.1.2 培养基

2.1.3 溶液与试剂

2.1.4 试剂

2.1.5 仪器与设备

2.2 培养方法

2.2.1 菌种活化

2.2.2 种子培养

2.2.3 摇瓶培养

2.3 分析方法

2.3.1 虾青素的测定

2.3.2 生物量的测定

2.4 诱变方法

2.4.1 紫外诱变

2.4.2 亚硝基胍诱变

2.4.3 复合诱变

2.5 进化过程

2.5.1 红法夫酵母代时的确定

2.5.2 筛选压力的确定

2.5.3 红法夫酵母的进化培养

2.6 高产株的筛选方法

第三章 结果与讨论

3.1 出发菌群的制备

3.1.1 出发菌株的生理特性

3.1.2 基因多样化处理方法的选择

3.1.3 基因多样性菌群的获得

3.2 红发夫酵母的适应性进化

3.2.1 虾青素合成抑制剂的选择

3.2.2 活性氧发生剂的选择

3.2.3 培养方式的选择

3.2.4 进化策略的选择

3.2.5 红发夫酵母的适应性进化过程

3.3 虾青素高产菌株的筛选

3.3.1 高产株的筛选

3.3.2 高产株的生理特性

第四章 结论与展望

4.1 主要结论

4.2 创新点

4.3 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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摘要

虾青素是一种类胡萝卜素,是一种极强的抗氧化剂,能够高效率的淬灭活性氧,从而避免活性氧破坏生物体,广泛应用于食品、医药、养殖业等方面。红法夫酵母是生产虾青素的优良菌种,具有发酵周期短,易于实现高密度培养等特点。本文利用进化工程的方法对红法夫酵母进行育种,筛选高产菌株。
   本课题采用红法夫酵母野生菌株As2.1557作为出发菌株,以紫外线和亚硝基胍复合诱变的方法获得了菌种的基因多样化文库,以摇瓶培养的方式,以不同浓度的β-紫罗酮、二苯胺、NaCl、TiO2、H2O2和NaClO作为进化压力,进行进化工程培养,转接时间为48h。进化工程的研究发现,上述物质均能抑制红发夫酵母的生长,从而在解除抑制后得到高生物量菌株;用β-紫罗酮和二苯胺等类胡萝卜素抑制剂做进化压力,对虾青素的积累作用不明显,而NaCl、TiO2、H2O2和NaClO等活性氧生成物则能在进化的过程中刺激虾青素的积累。
   对进化工程所得菌群进行筛选,选育出六株虾青素高产菌株,并对其生理特性进行了初步研究。研究表明,进化株的性状得到很大改变,液体培养的菌液颜色由原来的橙红色转变为粉红色,且生物量提高了两倍以上;平板培养的菌落和野生型相比,直径变大,颜色由橙黄色变为红色,不同于野生型的扁平、粗糙干燥的菌落,进化株的菌落变为凸起、湿润稠状,推测菌株产生了荚膜。对进化株进行显微观察,进化株的细胞变小、且更多以聚集在一起的形态出现,甚至出现了假菌丝。进化株的虾青素产量也得到提高,其中虾青素产量最高的TiO2进化所得菌株可达到1.223mg/L,和出发菌株野生型As2.1557的0.825mg/L相比,提高了48.2%左右。

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