高产DHA裂殖壶菌的诱变选育及转录组分析

论文摘要

二十二碳六烯酸（DHA）属于多不饱和脂肪酸中的ω-3系列,因对人体有益而颇受关注,目前普遍应用在婴幼儿奶粉、孕妇DHA补充剂和保健品当中。DHA的市场需求与日俱增,传统方法获取DHA存在一定局限性,利用微生物发酵法生产DHA具有诸多优点,但是产量较低,DHA合成机理尚不明确。本论文旨在通过ARTP诱变提高裂殖壶菌中DHA的产量,并通过转录组分析揭示DHA产量提高的机理。主要的研究内容如下:（1）利用ARTP对原始菌株SR21型裂殖壶菌进行诱变处理,处理时间为15 s,使用不同浓度的丙二酸平板、碘乙酸平板、丙二酸与碘乙酸混合平板筛选高产菌株。最终,在添加1.2 g·L-1丙二酸的固体培养基上筛选得到一株性状稳定且DHA产量较高的诱变株,命名为NA2。摇瓶发酵120h后,其生物量、油脂总量、DHA产量分别达到36.00 g·L-1、22.24 g·L-1、6.59 g·L-1,与原始菌株相比分别提高18.11%、14.87%和46.12%。（2）在5 L发酵罐中比较出发菌株SR21和诱变菌株NA2在分批发酵条件下的发酵特性,NA2的最终DHA产量比SR21提高27.5%。进一步对NA2菌株在5 L发酵罐中的底物流加策略进行优化,比较了四种底物流加策略下的发酵性能:①间歇流加碳源、不流加氮源;②间歇流加碳源、间歇流加氮源;③碳源浓度恒定、间歇流加氮源;④DO-Stat策略流加碳源、间歇流加氮源。结果表明,NA2菌株在恒定葡萄糖浓度、间歇补加氮源的条件下可以获得最好的发酵性能,此时最终的生物量、油脂总量和DHA产量分别达到81.83 g·L-1、53.23 g·L-1和 13.66 g·L-1。（3）对原始菌株SR21和诱变菌株NA2进行转录组测序,对基因进行功能注释和代谢通路的分类,寻找差异表达基因,并将这些基因归类到相关的代谢途径中,探讨了诱变菌NA2中DHA产量提高的可能机理。结果表明:与原始菌株相比,诱变菌NA2中参与氨基酸代谢的ECHS1基因和能量代谢的tpiA基因表达量上调,为DHA的合成提供了大量的前体物质、还原力以及能量。利用实时荧光定量PCR验证基因的差异表达情况,结果与转录组分析一致。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 龚定芳

导师: 史仲平

关键词: 补料分批发酵,转录组分析

来源: 江南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,生物学,一般化学工业

单位: 江南大学

分类号: TQ921;Q78

总页数: 58

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