聚羥基脂肪酸酯高產菌株的篩選

張松梅

摘 要：目的：探討聚羥基脂肪酸酯產生菌的篩選方法。方法：從土壤中取樣，經過尼羅藍熒光初篩、蘇丹黑染色復篩，篩選菌株。結果：成功地獲得聚羥基脂肪酸酯生產菌并將其命名為Rhizobium sp.H2-5，其胞內產物產率為36.96%。結論：通過尼羅藍熒光初篩、蘇丹黑染色復篩進行聚羥基脂肪酸酯高產菌株篩選，方法準確、可靠，值得應用推廣。

關鍵詞：聚羥基脂肪酸酯；尼羅藍；篩選

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

Ls-C50L立式壓力蒸汽滅菌器（江陰濱江醫療設備廠）；HZQ-Q 全溫振蕩搖床（中國哈爾濱東聯電子技術開發有限公司）；Friocell 生化培養箱（BMHIndustruments Co.）；Anke TGL-16G 高速離心機（上海安亭科學儀器廠）；S-3700N掃描電子顯微鏡（日本日立公司）；1%的尼羅藍溶液； 0.3%（w/v）的蘇丹黑B染液、0.5%（w/v）的番紅染液等。

富集培養基（g/L）[1]：醋酸鈉10.0，酵母粉1.5，Na2HPO4·12H2O 3.8，KH2PO42.65，MgSO4·7H2O 0.2，CaC12 0.05，FeC130.01，ZnSO40.01；篩選培養基：含瓊脂2%，尼羅藍濃度為50μg/mL的富集培養基。

1.2 方法

1.2.1 初篩[2]

取溶于水的土壤樣品上層液1.0mL，接于10.0mL富集培養液中32℃富集培養24h，反復傳代培養至獲得純培養菌株。取富集培養液對滅菌后篩選培養基進行梯度稀釋，然后涂布到初篩培養基上。初篩培養基32℃恒溫條件下倒置培養48h，在波長365nm紫外燈下觀察，標記并挑取發熒光的單菌落保存。

1.2.2 復篩

純培養菌株搖床培養48h后，離心分離棄上清液，挑取離心后得到的菌體涂片、干燥、固定，蘇丹黑B染液染色15min，洗脫至無色，再用番紅染液復染2min，水洗，鏡檢觀察是否有藍黑色的脂肪顆粒[3]。

1.2.3 PHA提取

取復篩后的菌株搖床培養，收集、離心發酵液，收集菌體并烘干至恒重，稱量得干菌體重量（CDW/g）。加入氯仿超聲提取，向提取液中加入50ml甲醇水溶液析出白色絮狀固體PHA[4]，抽濾分離出PHA，再次烘干至恒重，稱量得PHA提取量。

1.2.4 鑒定

制涂片進行革蘭氏染色以及芽孢染色，顯微鏡下觀察菌體大小、形態以及有無芽孢生成。

2 結果

2.1 初篩

菌落呈現黃綠色，黃色和橙色熒光色。根據熒光色的差異分得11株純培養物，接種至斜面培養基上，4℃低溫保存。

2.2 復篩

菌體外圍泛紅，菌體內部可見明顯的藍黑色顆粒的菌株可能是產生 PHA的細菌。

2.3 胞內產物提取率

根據PHA提取率（%）=Wp：Wc=（PHA 提取量/CDW）×100%[5]計算各產物的提取率。菌株H2-5的胞內產物產率最高，達到 36.96%。其次為H2-2，提取率為27.32%，具體結果見表1。

2.4 鑒定結果

菌株H2-5的菌落呈圓形，表面光滑，大小均一，邊緣整齊，菌落潮濕呈淡黃色，半透明。革蘭氏染色結果表明菌株 H2-5 為革蘭氏陰性菌，菌體形狀為桿狀，無莢膜，不形成芽孢。

3 結束語

聚羥基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate，PHA）是可以由很多細菌合成的一種細胞內聚酯，在生物體內主要作為細胞內碳源貯藏性物質而存在，因而具有廣泛應用的價值[6]。本研究采用尼羅藍熒光初篩、蘇丹黑染色復篩進行聚羥基脂肪酸酯高產菌株篩選，擴大了菌株資源，并獲得一株新菌株，為進一步開發PHA的應用奠定基礎。此外，我們還對菌株H2-5進行了生理生化實驗、并繪制生長曲線。結果與文獻[7]所述一致，均表明菌株H2-5不能水解利用淀粉作為碳源，也不能利用檸檬酸鹽，且適應期短，生長快速，接種18h左右就可達到穩定狀態。對提取菌株H2-5基因組DNA進行16S rDNA 基因擴增測序，結果表明H2-5為根瘤菌屬。

參考文獻

[1]張圓，孫雪南，陳邦，等.利用微生物混合培養技術生產聚羥基烷酸（PHA）研究[J].微生物學報，2003，43（006）：799-804.

[2]YilmazM，Soran H，Beyatli Y.Determination of poly-B-hydroxybutyrate（PHB）production by someBacillusspp.World Journal of M-icrobiology& Biotechnology，2005，21： 565-56.

[3]Ganduri V，Ghosh S，Patnaik P. Mixing control as a device to increase PHB production in batch fermentations with cocultures of Lactobacillus delbrueckii and Ralstonia eutropha[J].Process Biochemistry，2005，40： 257-264.

[4]堵國成，陳堅.真養產堿桿菌積累聚-β-羥基丁酸發酵條件的研究[J].生物工程學報，2000，16（1）：103-107.

[5]Shang L，Jiang M，Chang H. Poly（ 3-hydroxybutyrate） synthesis in fed-batch culture of Ralstonia eutropha with phosphate limitation under different glucose concentrations[J].Biotechnology Letters，2003，25： 1415-1419.

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[7]Klemm D，Heublein B，Fink HP，et al. Cellulose： fascinating biopolymer and sustainable raw material[J].Angewandte Chemie International Edition，2005，44（22）：3358-3393.