常压室温等离子体诱变选育类胡萝卜素高产菌株及其性质研究

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.12.036

生物技术通报 ›› 2015, Vol. 31 ›› Issue (12): 249-255.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.12.036

常压室温等离子体诱变选育类胡萝卜素高产菌株及其性质研究

金玮玥¹,宋明凯¹,矫文豪¹,江凌²,李霜¹,徐娴¹

1.南京工业大学生物与制药工程学院材料化学工程国家重点实验室，南京 211816；2.南京工业大学食品与轻工学院，南京 211816

收稿日期:2015-04-21 出版日期:2015-12-19 发布日期:2015-12-19
作者简介:金玮玥，女，硕士研究生，研究方向:工业微生物及其应用；E-mail:aileenfish2013@njtech.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金青年科学基金项目(21406111)，国家高技术研究发展计划("863"计划)(2012AA021705，2012AA022101)，大学生创新与实验开放基金项目(2015DC039)

The Screening and Characterization of High-yield-carotenoid Strain from Deinococcus wulumuqiensis R12 by ARTP

Jin Weiyue¹, Song Mingkai¹, Jiao Wenhao¹, Jiang Ling², Li Shuang¹, Xu Xian¹

1. State Key Laboratory of Materials-oriented Chemical Engineering，College of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering，Nanjing Tech University，Nanjing 211816；2. State Key Laboratory of Materials-oriented Chemical Engineering，College of Food Science and Light Industry，Nanjing Tech University，Nanjing 211816

Received:2015-04-21 Published:2015-12-19 Online:2015-12-19

摘要/Abstract

摘要： 采用新型常压室温等离子体(Atmospheric and room temperature plasma，ARTP)诱变产类胡萝卜素菌株Deinococcus wulumuqiensis R12，通过深孔培养板进行高通量筛选，并结合菌株类胡萝卜素含量复筛获得突变菌株M1。与出发菌株相比，突变菌株M1的类胡萝卜素含量检测为612 μg/g 细胞干重(Dry cell weight，DCW)，是出发菌株类胡萝卜素含量(212 μg/g DCW)的2.8倍，且遗传性稳定；突变菌株M1类胡萝卜素的高铁离子还原能力(OD₇₀₀=0.52)高于出发菌株类胡萝卜素的高铁离子还原能力(OD₇₀₀=0.34)，且M1的类胡萝卜素对DPPH自由基清除率为33.33%高于出发菌株类胡萝卜素的清除率(23.09%)，结果显示突变菌株M1具有更强的抗氧化能力；在相同γ辐射与UV辐射剂量下突变菌株M1具有比出发菌株更高的存活率。研究表明突变菌株M1在类胡萝卜素产量、菌株抗氧化性能及抗辐射性能方面均优于出发菌株D. wulumuqiensis R12。

关键词: 常压室温等离子体, 类胡萝卜素, 诱变, 抗氧化性

Abstract: Using the atmospheric and room temperature plasma(ARTP)to induce the carotenoid-producing Deinococcus wulumuqiensis R12, the mutant strain M1 was finally obtained by high-throughput screening with polystyrene plates as well as re-screening according to the content of carotenoid. The strain M1 produced 612 μg/g dry cell weight(DCW)of carotenoid after fermenting 72 h, 2.8 times of carotenoid by original D. wulumuqiensis R12(212 μg/g DCW), and heredity was stable. The carotenoid of the strain M1 showed stronger activity in high iron ion reducing power(OD₇₀₀= 0.52)than that(OD₇₀₀= 0.34)of original strain, and higher DPPH scavenging rate(33.33%)than 23.09%, indicating the mutant strain M1 possessed better anti-oxidative capacity. Under the same γ-ray and UV radiation dose, the strain M1 survived at higher rate than the original strain. Experimental results indicated that the strain M1 was superior to original D. wulumuqiensis R12 in the aspects of carotenoid content, anti-oxidative capacity of carotenoid and anti-radiation capacity of strain.

Key words: atmospheric and room temperature plasma, carotenoid, mutation, anti-oxidation

金玮玥,宋明凯,矫文豪,江凌,李霜,徐娴. 常压室温等离子体诱变选育类胡萝卜素高产菌株及其性质研究[J]. 生物技术通报, 2015, 31(12): 249-255.

Jin Weiyue, Song Mingkai, Jiao Wenhao, Jiang Ling, Li Shuang, Xu Xian. The Screening and Characterization of High-yield-carotenoid Strain from Deinococcus wulumuqiensis R12 by ARTP[J]. Biotechnology Bulletin, 2015, 31(12): 249-255.

参考文献

[1] 许青. 类胡萝卜素吸收研究进展[J]. 国际病理科学与临床杂志, 1996, 16(4):249-251.
[2] 李福枝, 刘飞, 曾晓希, 等. 天然类胡萝卜素的研究进展[J]. 食品工业科技, 2007, 28(9):227-232.
[3] Wang Q, Luo W, Gu QY, et al. Enhanced lycopene content in Blake-slea trispora by effective mutation-screening method[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2013, 171(7):1692-1700.
[4] Zhao J, Li QY, Sun T, et al. Engineering central metabolic modules of Escherichia coli for improving Β-carotene production[J]. Meta-bolic Engineering, 2013, 17:42-50.
[5] Ukibe K, Hashida K, Yoshida N, et al. Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for astaxanthin production and oxidative stress tolerance[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2009, 75(22):7205-7211.
[6] Xu X, Jiang L, Zhang ZD, et al. Genome sequence of a gamma- and UV-ray-resistant strain, Deinococcus wulumuqiensis R12[J]. Genome Announcements, 2013, 1(3). piie00206-e002-13.
[7]Carbonneau MA, Melin AM, Perromat A, et al. The action of free radicals on Denococcus radiodurans carotenoids[J]. Achives of Biochemistry and Biophysics, 1989, 275(1):244-251.
[8]Saito T, Ohyama Y, Ide H, et al. A carotenoid pigment of the radioresistant bacterium Deinococcus radiodurans[J]. Microbios, 1998, 95(381):79-90.
[9] Lu Y, Wang LY, Ma K, et al. Characteristics of hydrogen production of an Enterobacter aerogenes mutant generated by a new atmospheric and room temperature plasma(ARTP)[J]. Biochemical Engineering Journal, 2011, 55(1):17-22.
[10] Zong H, Zhan Y, Li X, et al. A new mutation breeding method for Streptomyces albulus by an atmospheric and room temperature plasma[J]. African Journal of Microbiology Research, 2012, 6(13):3154-3158.
[11] 郑明英, 蔡友华, 陆最青, 等. 常压室温等离子体快速诱变筛选高脯氨酸产率突变株[J]. 食品与发酵工业, 2013, 39(1):36-40.
[12] Wang W, Mao J, Zhang ZD, et al. Deinococcus wulumuqiensis sp. nov. , and Deinococcus xibeiensis sp. nov. , isolated from radiation-polluted soil[J]. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2010, 60(9):2006-2010.
[13] Lemee L, Peuchant E, Clerc M. Deinoxanthin:a new carotenoid isolated from Deinococcus radiodurans[J]. Tetrahedron, 1997, 53(3):919-926.
[14] 王飞, 封琼, 刘程智, 等. 奇球菌属类胡萝卜素提取物的抗氧化活性研究[J]. 核农学报, 2012, 26(6):900-905.
[15] 封琼. Deinococcus radiopugnans类胡萝卜素的提取纯化、特性和生物活性的研究[D]. 杭州:浙江大学, 2013.
[16] Benzie IFF, Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma(FRAP)as a measure of "antioxidant power":the FRAP assay[J]. Analytical Biochemistry, 1996, 239(1):70-76.
[17] 陈君. 高抗氧化微生物筛选及其延缓小鼠衰老的研究[D]. 南昌:南昌大学, 2012.
[18] 韩伟, 刘文群, 黄丽婵, 等. 5株微生物抗氧化作用的初步研究[J]. 食品与机械, 2008, 24(5):45-47.
[19] Tian B, Xu ZJ, Sun ZT, et al. Evaluation of the antioxidant effects of carotenoids from Deinococcus radiodurans through targeted mutagenesis, chemiluminescence, and DNA damage analyses[J]. Biochimica et Biophysica Acta(BBA)- General Subjects, 2007, 1770(6):902-911.
[20] 蔡友华, 李文锋, 卢伟宁, 等. 新型常压室温等离子体(ARTP)快速诱变高产苏氨酸的突变株[J]. 现代食品科技, 2013, 29(8):1888-1892.
[21] 罗莉斯, 李能威, 李丽, 等. 96孔板高通量筛选多杀菌素高产菌株的研究[J]. 中国农业科技导报, 2010, 12(2):133-137.
[22]胡雅萍. 耐辐射奇球菌特种类胡萝卜素deinoxanthin药理学活性的初步研究[D]. 杭州:浙江大学, 2011.

常压室温等离子体诱变选育类胡萝卜素高产菌株及其性质研究

The Screening and Characterization of High-yield-carotenoid Strain from Deinococcus wulumuqiensis R12 by ARTP

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[1]	吴巧茵, 施友志, 李林林, 彭政, 谭再钰, 刘利平, 张娟, 潘勇. 类胡萝卜素降解菌株的原位筛选及其在雪茄提质增香中的应用[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 192-201.
[2]	展艳, 周利斌, 金文杰, 杜艳, 余丽霞, 曲颖, 马永贵, 刘瑞媛. 辐射诱导植物叶色突变的研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 106-113.
[3]	叶云芳, 田清尹, 施婷婷, 王亮, 岳远征, 杨秀莲, 王良桂. 植物中β-紫罗兰酮生物合成及调控研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 91-105.
[4]	游子娟, 陈汉林, 邓辅财. 鱼皮生物活性肽的提取及功能活性研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 91-104.
[5]	李玉岭, 毛欣, 张元帅, 董元夫, 刘翠兰, 段春华, 毛秀红. 辐射诱变技术在木本植物育种中的应用及展望[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 12-30.
[6]	张和臣, 袁欣, 高杰, 王校晨, 王慧娟, 李艳敏, 王利民, 符真珠, 李保印. 植物花瓣呈色机理及花色分子育种[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 23-31.
[7]	雷彩荣, 郭晓鹏, 柴冉, 张苗苗, 任军乐, 陆栋. 组学技术在重离子辐射微生物诱变育种中的应用[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 54-62.
[8]	赵赛赛, 张小丹, 贾晓妍, 陶大炜, 刘可玉, 宁喜斌. 高产硝酸盐还原酶Staphylococcus simulans ZSJ6的复合诱变选育及其酶学性质研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(4): 103-113.
[9]	张志霞, 李天培, 曾虹, 朱稀贤, 杨天雄, 马斯楠, 黄磊. 冰冷杆菌PG-2的基因组测序及生物信息学分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(3): 290-300.
[10]	周琳, 梁轩铭, 赵磊. 天然类胡萝卜素的生物合成研究进展[J]. 生物技术通报, 2022, 38(7): 119-127.
[11]	田清尹, 岳远征, 申慧敏, 潘多, 杨秀莲, 王良桂. 植物观赏器官中类胡萝卜素代谢调控的研究进展[J]. 生物技术通报, 2022, 38(12): 35-46.
[12]	孔谦, 黄文洁, 吴绍文, 李坤, 张名位, 晏石娟. 一种同时测定十种类胡萝卜素的液相色谱方法的建立[J]. 生物技术通报, 2022, 38(11): 80-89.
[13]	岑潇龙, 雷曦, 马诗云, 陈倩茹, 黄遵锡, 周峻沛, 张蕊. 金黄色葡萄球菌透明质酸裂解酶HylS的异源表达与特性研究[J]. 生物技术通报, 2022, 38(1): 157-167.
[14]	范敏, 王丽宁. 等离子体诱变选育高产胞外多糖花脸香蘑菌株[J]. 生物技术通报, 2021, 37(11): 119-124.
[15]	梁玲, 黄钦耿, 翁雪清, 吴松刚, 黄建忠. 产L-谷氨酸工程菌株的诱变选育及其发酵效率[J]. 生物技术通报, 2020, 36(6): 143-149.