低能离子诱变选育类球红细菌高产5-氨基乙酰丙酸菌株的研究

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1、安徽农业大学硕士学位论文低能离子诱变选育类球红细菌高产5-氨基乙酰丙酸菌株的研究姓名：吴燕申请学位级别：硕士专业：生物物理学指导教师：朱苏文;程备久20080601摘要5．氨基乙酰丙酸(ALA)是一种无公害绿色的除草剂、光动力杀虫剂、抗微生物药剂、植物生长促进剂。类球红细菌(Rhodobactersphaeroides)生物合成刖LA因简单、产率高，具有工业化潜力，倍受国内外研究者及产业界的关注。本研究以产5．氨基乙酰丙酸的野生型类球红细菌为出发菌，以20keV氩离子对出发菌进行诱变，选育高产5．氨基乙酰丙酸菌株，并对突变株的培养条件进行优化，在此基础上，通过

2、PCR技术和生物信息学方法分析出发菌株和突变菌株的hemA基因在分子水平上的序列差异。获得以下主要研究结果：1．选用能量20keV氩离子，注入剂量为0．26x1015ions／era2～2．47x10”ions／cm2对出发菌进行诱变，通过存活率和突变率分析，经过三轮诱变筛选，获得一株高产5．氨基乙酰丙酸突变株RB，其注入剂量为1．30x1015ions／cm2。2．经多次传代实验，结果表明：该菌株遗传稳定性较好。突变株RB的5．氨基乙酰丙酸产量为9．23mg／L，较出发菌株的产量(3．78mg／t,)明显提高，是出发菌株的2．44倍。3．对突变株RB的培养条

3、件进行优化，结果表明：类球红细菌突变株RB的最适培养条件为pH7．0，接种量10％，光照强度3000lux。在此条件下RB菌株的—UA产量最高。4．根据原始序列设计引物，从突变株RB中扩增出了hemA基因，并对其进行了序列分析，发现突变体hemA基因有36处碱基发生改变，导致7个氨基酸发生变化。碱基突变以转换为主，转换频率为69．4％，颠换频率为30．6％。突变株hemA基因碱基和氨基酸序列的变异可能是突变株活性提高的原因，这为进一步分析舡A高产突变的分子机制奠定了基础。关键词5．氨基乙酰丙酸类球红细菌低能离子注入Abstract5-aminolevulini

4、cacid(ALA)callbeused嬲anon-pollutionherbicide，insecticide，photodynamicagent，antimicrobialdrug，andaccelerantofplantgrowth．MicrobialproducyionofALAmaybeexpectedtobecomecommerciallyviablebecauseofsimpleprocessandhi．ghproduction，SOitisattendedbyresearchersandenterprises．Inthispaper，throu

5、gh20keVAr+implantingintoRhodobactersphaeroidestoobtain11igll—yieldmutant．Simultaneously，thecultivatingconditionofthemutainstrainWaSoptimized．Inordertocomparedifferencesbetweentheoriginalstrainandthemutainstraininthemolecularlevel，PCRtechnologyandmethodsofbioinformaticswereadoptedtoa

6、nalysisthemoleculartransformationofthemutainstrain．，nleresultswereasfollows：1Use20keV．0．26x10”ions／em2---．2．47x1015ions／era2dosesAr+dealingwiththeoriginalstrainRhodobactersphaeroides．Aftertheanalysisofsurvivalandmutantratesandthroughthreescreens，ahigh-yieldmutantstrainRBWasobtained．

7、111ebestionimplatationdoseis1．30x1015ions／cm2．2Afterseveralmultiplying，theresultsare嬲follows：thegeneticofhigh—yieldmutantstrainisstable．TheALAproductionofthemutantstrainRhodobactersphaeroides(RB)is9．23g／L，whichWas2．44timesthanthatoftheoriginal．3TheoptimalALAproductionconditionofthem

8、utantstrainRhodobac