赤霉素（Gibberellin acid,GA3）是由藤倉赤霉菌（Gibberella fujikuroi）發(fā)酵產(chǎn)生的一類具有促進(jìn)植物種子萌發(fā)及根、莖生長作用等作用的植物激素,被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)、林、園藝、食品釀造等諸多領(lǐng)域,市場潛力巨大。我國雖有眾多廠家生產(chǎn),但多年發(fā)酵水平停滯在1 800 mg/L左右,生產(chǎn)成本偏高制約其應(yīng)用。本研究將圍繞如何提高GA3的產(chǎn)量和質(zhì)量,在菌種篩選、發(fā)酵工藝優(yōu)化、代謝途徑分析、發(fā)酵過程建模及補(bǔ)料策略優(yōu)化和吸附耦合發(fā)酵等方面進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究,以期降低生產(chǎn)成本,擴(kuò)大GA3在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。具體研究結(jié)果如下：1.GA3高產(chǎn)菌株定向篩選以工業(yè)生產(chǎn)菌株Gibberella fujikuroi 978#為出發(fā)株,針對不產(chǎn)孢、不產(chǎn)色素的多核絲狀菌的特性,開展了以生化推理選育（采用脂肪酶活性為初篩指標(biāo)）以及耐抑真菌劑（制霉菌素或特比萘芬）的抗性GA3高產(chǎn)菌株篩選。對出發(fā)菌株菌絲機(jī)械斷裂獲得單細(xì)胞懸液后,紫外誘變處理,篩選出4株產(chǎn)赤霉素效價(jià)高于出發(fā)菌株的突變株,其中菌株GL-2在優(yōu)化豆油補(bǔ)加工藝后,發(fā)酵產(chǎn)赤霉素是菌株978#的1.364倍�？剐院Y選中,對菌懸... 

【文章來源】：中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：179 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 赤霉素化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物活性
        1.1.1 赤霉素化學(xué)結(jié)構(gòu)
3生物活性">        1.1.2 赤霉素GA₃生物活性
    1.2 赤霉素生產(chǎn)菌株遺傳特性及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 赤霉素生產(chǎn)菌株研究進(jìn)展
        1.2.2 赤霉菌合成赤霉素分子機(jī)理
    1.3 高產(chǎn)菌株誘變與篩選
        1.3.1 誘變育種方法
        1.3.2 常用篩選技術(shù)
        1.3.3 赤霉素高產(chǎn)菌株篩選
    1.4 赤霉素發(fā)酵現(xiàn)狀與優(yōu)化策略
        1.4.1 培養(yǎng)基各組分對發(fā)酵影響
        1.4.2 發(fā)酵培養(yǎng)環(huán)境條件確立
        1.4.3 赤霉素發(fā)酵動力學(xué)研究
        1.4.4 赤霉素流加補(bǔ)料發(fā)酵
        1.4.5 赤霉素代謝網(wǎng)絡(luò)分析
        1.4.6 發(fā)酵前體篩選
        1.4.7 提取分離耦合發(fā)酵技術(shù)
    1.5 赤霉菌產(chǎn)赤霉素機(jī)理解析對其他產(chǎn)物合成的意義
        1.5.1 作為紫杉醇合成基因改造的宿主菌
        1.5.2 作為生物轉(zhuǎn)化制備藥物中間體
        1.5.3 作為調(diào)節(jié)其他途徑產(chǎn)物因素
    1.6 本研究目的與意義
3菌株定向高效選育">第二章 高產(chǎn)GA₃菌株定向高效選育
    2.1 前言
        2.1.1 赤霉素生產(chǎn)菌株現(xiàn)狀與保藏
        2.1.2 高產(chǎn)菌株誘變
    2.2 材料與方法
        2.2.1 菌株
        2.2.2 培養(yǎng)基
        2.2.3 培養(yǎng)方法
        2.2.4 誘變處理
        2.2.5 突變株篩選
        2.2.6 菌株遺傳穩(wěn)定性
        2.2.7 分析檢測方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 赤霉素菌絲斷裂效果
        2.3.2 產(chǎn)脂肪酶突變株的選育
        2.3.3 利用制霉菌素抗性篩選赤霉素高產(chǎn)菌株
        2.3.4 特比萘芬抗性篩選赤霉素高產(chǎn)菌株
        2.3.5 菌株ZNL13-3發(fā)酵特性研究
    2.4 結(jié)論
3搖瓶發(fā)酵條件研究">第三章 赤霉素GA₃搖瓶發(fā)酵條件研究
    3.1 前言
3發(fā)酵影響">        3.1.1 營養(yǎng)條件及種子對GA₃發(fā)酵影響
3發(fā)酵影響">        3.1.2 溫度、pH對GA₃發(fā)酵影響
3分批發(fā)酵影響">        3.1.3 溶氧DO對GA₃分批發(fā)酵影響
    3.2 材料與方法
        3.2.1 菌株
        3.2.2 培養(yǎng)基
        3.2.3 培養(yǎng)方法
        3.2.4 分析方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 種子生長及種齡的確定
3搖瓶發(fā)酵過程的影響">        3.3.2 環(huán)境條件對GA₃搖瓶發(fā)酵過程的影響
3發(fā)酵過程的影響">        3.3.3 營養(yǎng)條件對GA₃發(fā)酵過程的影響
3合成搖瓶發(fā)酵過程分析">        3.3.4 GA₃合成搖瓶發(fā)酵過程分析
        3.3.5 不同pH值控制對發(fā)酵過程的影響
3分批發(fā)酵影響">        3.3.6 溫度對GA₃分批發(fā)酵影響
3發(fā)酵影響">        3.3.7 溶氧DO值對GA₃發(fā)酵影響
3發(fā)酵的影響">        3.3.8 發(fā)酵環(huán)境對赤霉素GA₃發(fā)酵的影響
    3.4 結(jié)論
3合成代謝網(wǎng)絡(luò)分析與前體篩選">第四章 GA₃合成代謝網(wǎng)絡(luò)分析與前體篩選
    4.1 前言
        4.1.1 代謝控制分析-揭示細(xì)胞代謝的動態(tài)變化規(guī)律
        4.1.2 系統(tǒng)代謝流控制機(jī)制
        4.1.3 代謝工程基本原理和萜類代謝工程進(jìn)展
        4.1.4 赤霉素代謝網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
    4.2 試劑與方法
        4.2.1 菌株及藥品
        4.2.2 培養(yǎng)基與培養(yǎng)方法
        4.2.3 分析方法
        4.2.4 代謝過程及通量分析
        4.2.5 前體促進(jìn)劑篩選實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.3 結(jié)果及討論
        4.3.1 靜息培養(yǎng)赤霉菌菌齡篩選
        4.3.2 固定化菌絲靜息流化產(chǎn)素研究
3合成代謝網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建">        4.3.3 GA₃合成代謝網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
3代謝網(wǎng)絡(luò)通量計(jì)算">        4.3.4 GA₃代謝網(wǎng)絡(luò)通量計(jì)算
3合成極限得率">        4.3.5 代謝網(wǎng)絡(luò)推測GA₃合成極限得率
        4.3.6 最優(yōu)前體促進(jìn)劑組成
    4.4 結(jié)論
3發(fā)酵過程建模與控制策略">第五章 GA₃發(fā)酵過程建模與控制策略
    5.1 前言
        5.1.1 發(fā)酵過程建模類型
        5.1.2 動力學(xué)參數(shù)求解
3分批發(fā)酵動力學(xué)">        5.1.3 赤霉素GA₃分批發(fā)酵動力學(xué)
        5.1.4 發(fā)酵過程優(yōu)化與控制
        5.1.5 菌絲形態(tài)與發(fā)酵生產(chǎn)
    5.2 實(shí)驗(yàn)與方法
        5.2.1 菌株及藥品
        5.2.2 培養(yǎng)基
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.4 分析方法
    5.3. 結(jié)果與討論
3發(fā)酵過程變化">        5.3.1 赤霉素GA₃發(fā)酵過程變化
3分批發(fā)酵動力學(xué)模型">        5.3.2 GA₃分批發(fā)酵動力學(xué)模型
        5.3.3 分批發(fā)酵動力學(xué)模型的評價(jià)
        5.3.4 模型模擬優(yōu)化補(bǔ)料流速
3發(fā)酵模型">        5.3.5 引入菌絲生理狀態(tài)的GA₃發(fā)酵模型
    5.4 本章小結(jié)
3耦合發(fā)酵中的應(yīng)用">第六章 磁性分子印跡微球構(gòu)建及在GA₃耦合發(fā)酵中的應(yīng)用
    6.1 前言
        6.1.1 耦合發(fā)酵技術(shù)
        6.1.2 磁性分子印跡載體
    6.2 材料與方法
        6.2.1 菌株與材料
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        6.2.3 磁性分子印跡載體制備
        6.2.4 印跡微球的吸附性能研究及其表征
        6.2.5 MMIPs耦合發(fā)酵
        6.2.6 分析方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 大孔樹脂靜態(tài)篩選
        6.3.2 樹脂D-100添加工藝單因素分析
        6.3.3 中心組合方法優(yōu)化耦合發(fā)酵工藝
3分子印跡微球MMIPs的表征">        6.3.4 磁性GA₃分子印跡微球MMIPs的表征
        6.3.5 分子印跡MMIPs耦合發(fā)酵
    6.4 結(jié)論
第七章 結(jié)論
    7.1 菌種優(yōu)化
    7.2 發(fā)酵工藝優(yōu)化
3代謝網(wǎng)絡(luò)及前體促進(jìn)效果">    7.3 GA₃代謝網(wǎng)絡(luò)及前體促進(jìn)效果
    7.4 發(fā)酵過程建模及補(bǔ)料
    7.5 吸附耦合發(fā)酵
參考文獻(xiàn)
附件A
附錄B
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無機(jī)微粒添加對絲狀微生物發(fā)酵過程的影響[J]. 牛坤,毛健,鄭裕國.  微生物學(xué)報(bào). 2015(03)
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[8]大腸桿菌蘇氨酸合成途徑動力學(xué)模型的構(gòu)建與分析[J]. 楊雪,張彥飛,鄭陽陽,馬紅武.  生物工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[9]奇跡束絲放線菌合成安絲菌素過程中支鏈氨基酸的添加效果分析[J]. 李婷蘭,韋柳靜,范宇翔,馬玉棟,白林泉,花強(qiáng).  華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(06)
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博士論文
[1]基于多尺度創(chuàng)新原理的工業(yè)微生物高通量篩選平臺構(gòu)建及應(yīng)用研究[D]. 譚俊.華東理工大學(xué) 2013
[2]始旋鏈霉菌普那霉素發(fā)酵及與分離耦合工藝研究[D]. 賈波.浙江大學(xué) 2007
[3]土曲霉固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)洛伐他汀的關(guān)鍵技術(shù)和新工藝探索[D]. 魏培蓮.浙江大學(xué) 2007

碩士論文
[1]膜分離技術(shù)耦合發(fā)酵法制備麻黃堿的工藝研究[D]. 劉志昌.湖北工業(yè)大學(xué) 2009
[2]青霉素發(fā)酵過程的模型化研究[D]. 耿俊.上海交通大學(xué) 2009
[3]代謝網(wǎng)絡(luò)及路徑（pathway）的研究和應(yīng)用[D]. 劉蓉.中南林業(yè)科技大學(xué) 2008
[4]赤霉菌萜類代謝途徑工程基礎(chǔ)研究[D]. 肖薇.中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué) 2008
[5]赤霉菌基因改造用于工程化組合產(chǎn)生紫杉烷類化合物的基礎(chǔ)研究[D]. 貊潤翌.中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué) 2007
[6]赤霉素高產(chǎn)菌株改造與發(fā)酵研究[D]. 莊木坤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[7]抗真菌抗生素生產(chǎn)菌的選育及其代謝物組初步研究[D]. 陳偉.天津大學(xué) 2007
[8]豆油影響藤倉赤霉菌978產(chǎn)GA3發(fā)酵的研究[D]. 王繼剛.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[9]前體物對Maituolaimycin生物合成的影響及相關(guān)代謝通量分析[D]. 鄭卉.天津大學(xué) 2005
[10]細(xì)菌L-乳酸發(fā)酵及其代謝通量分析的研究[D]. 樂曉潔.天津科技大學(xué) 2004



本文編號：2922661