基于代谢控制育种技术选育深黄被孢霉高产γ-亚麻酸菌株

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1、基于代谢控制育种技术选育深黄被孢霉γ-亚麻酸高产菌株郝冉，楚乐乐，胡申才*（武汉轻工大学生物与制药工程学院，武汉，430023）摘要：为了获得深黄被孢霉合成γ-亚麻酸的高产菌株，本研究采用了紫外照射和氮离子注入技术2种诱变方法来建立突变体库。然后，根据γ-亚麻酸代谢合成途径中的部分关键因子，设计并建立起了抗丙二酸和红四氮唑(TTC)筛选模型，该2种筛选模型分别旨在提高菌体生物量和不饱和脂肪酸含量。结果显示，采用丙二酸浓度为2g/L的平板可筛选得到高产油脂菌株；在发酵培养的第54h时收集菌体，用0.9%TTC染色4h，可作为TTC法的最佳染色条件。经过两轮不同方法的诱变筛选后，最终得到了一株具良

2、好遗传稳定性的突变株I-0281，其GLA产量为889.80mg/L，比原始菌株提高了60.27%。关键词:γ-亚麻酸；菌种选育；筛选模型；抗丙二酸法；红四氮唑法ScreeningofMortierellaisabellinamutantspertaintoproducehigh-yieldγ-linolenicacidbymetaboliccontrolbreedingtechniqueHaoRan,ChuLele,HuShencai*(SchoolofBiologicalandPharmaceuticalEngineering,WuhanPolytechnicUniversity,Wuha

3、n,430023)InordertoobtainMortierellaisabellinamutantswiththecapabilityofhigh-yieldingγ-linolenicacid,themutantlibrarywasconstructedbyUVandN+ionsimplantationtechnique,respectively.Then,accordingtosomekeyenzymesinvolvedinthemetabolicsyntheticpathwayofγ-linolenicacid,thetwoscreeningmodels,anti-molonicac

4、idandtriphenyltetrazoliumchloride(TTC),weredesignedandestablished,whichareaimedtoincreasebiomassorcontentsofunsaturatedfattyacid.Theresultsshowedthatthehigh-yieldstrainscanbescreenedbyresistantplatecontaining2g/Lmolonicacid;TheTTCscreeningmodelwasascertainedascollectingsamplesafterfermentingfor54h,s

5、tained0.9%byTTC11for4h.Through2roundsscreeningviathetwokindsofscreeningmodel,theI-0281mutantstrainwasobtained,whichhasgoodgeneticstability,andalsotheproductionofγ-linolenicacidwasupto889.80mg/L,60.27%higherthanthewildstrain.Keywords:γ-linolenicacid;strainbreeding;screeningmodel;anti-molonicacidmetho

6、d;TTCmethodγ-亚麻酸（GLA）及其系列代谢物在人体的免疫系统、心血管系统、生殖系统、内分泌系统和神经系统中都具有重要而广泛的生理作用[1,2]。GLA在食品、保健品、医药品、化妆品和饲料等领域的应用也越来越广泛，因此目前市场对GLA的需求量也越来越大。1959年，Qsbond首次用化学合成法制备γ-亚麻酸，但从其原料、所用试剂以及操作条件来看，这种方法有一定难度而未得到推广应用。目前，商业化生产GLA的资源主要为植物，但自然界中富含GLA的植物资源较少，受植物来源、地域、生长季节气候、加工生产成本等多因素影响，通过植物来生产GLA具有一定的局限性[3,4]。近年来发现利用微生物发酵

7、生产GLA具有很大的潜力，为未来生产GLA的方向[5]。一般来说，野生菌株GLA产量不能够满足工业化生产的需求，需对菌的遗传系统加以改造。囿于油脂微生物的遗传信息不是很清楚，迄今为止还未能通过基因工程技术构建得到能够满足工业化生产GLA的高产菌株[6]，因此通过诱变获得高产GLA菌株是目前GLA育种的首选方法[7]。常规的诱变育种在育种上曾取得了巨大的成就，然而其筛选工作量大、且带有很大的盲目性。