聚谷氨酸高產(chǎn)菌株選育及其發(fā)酵產(chǎn)物應(yīng)用.pdf

1、本試驗進(jìn)行了產(chǎn)聚谷氨酸（γ-PGA）新菌株的選育，并對菌株進(jìn)行了形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)上的鑒定，對發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行定性定量的分析，探索了其適宜的發(fā)酵培養(yǎng)條件及發(fā)酵底物，利用豆渣進(jìn)行固體發(fā)酵，對其發(fā)酵產(chǎn)物γ-PGA的保水性進(jìn)行研究并探索適宜的施用量，為進(jìn)一步開發(fā)作為農(nóng)業(yè)保水劑提供研究基礎(chǔ)。結(jié)果如下：
　?。?）從豆腐乳中篩選出一株產(chǎn)γ-PGA菌株pga-1，該菌株生長快、表面粘稠，經(jīng)革蘭氏染色表明其為革蘭氏陽性菌。提取細(xì)菌DNA，基于16S

2、 rRNA完成測序，鑒定此菌株為Bacillus subtilis。其發(fā)酵產(chǎn)物純化水解后，利用HPLC進(jìn)行液相色譜分析，其水解單一，產(chǎn)物為谷氨酸，與紙層析結(jié)果一致。
　　（2）篩選出其適宜的擴(kuò)繁培養(yǎng)基，葡萄糖30.0g/L，酵母膏8.0g/L，K2HPO4·3H2O2.0 g/L，MgSO4·7H2O0.25 g/L，谷氨酸鈉30.0 g/L，pH=7.0-7.5。經(jīng)搖床培養(yǎng)擴(kuò)繁15 h菌體數(shù)量最多，最適宜作為發(fā)酵種子液。

3、　　（3）該菌株10次傳代培養(yǎng)中，發(fā)酵物γ-PGA產(chǎn)量從9.13 g/L增加到18.15 g/L，增幅達(dá)98.80％，產(chǎn)能穩(wěn)定性良好。在以檸檬酸、甘油為碳源的初始發(fā)酵培養(yǎng)基中，37℃恒溫、200 r/min搖床培養(yǎng)60 h，γ-PGA產(chǎn)量可達(dá)18.41 g/L。
　?。?）初始培養(yǎng)基為：檸檬酸10 g/L，甘油60 g/L，NH4Cl7.0，谷氨酸鈉20.0 g/L， K2HPO4·3H2O0.5 g/L，F(xiàn)eCl3·6H2O0.

4、05 g/L，CaCl2·2H2O0.15 g/L，MgSO4·7H2O0.5 g/L， MnSO4·H2O0.1 g/L，pH=7.0-7.5。優(yōu)化后菌株最適宜發(fā)酵條件為甘油80g/L，檸檬酸12 g/L，谷氨酸鈉30 g/L，接種量為5%，其他條件不變情況下γ-PGA最高產(chǎn)量可達(dá)28.9 g/L。
　　（5）在含γ-PGA產(chǎn)物的發(fā)酵液土壤保水試驗中，發(fā)酵產(chǎn)物2倍、5倍稀釋液處理土壤最終含水量分別為3.09%和1.37%，分別高

5、于CK3.5倍、1.5倍，保水效果顯著。
　?。?）豆渣固體發(fā)酵產(chǎn)物γ-PGA保水性能及與化學(xué)保水劑二者處理土壤保水試驗中，在室溫培養(yǎng)15 d后，其中化學(xué)保水劑處理土壤含水量為6.39%，約為CK處理1.17倍，豆渣固體發(fā)酵γ-PGA處理土壤含水量最高為9.20%，約為CK處理1.68倍。因此，豆渣固體發(fā)酵γ-PGA相對于化學(xué)保水劑保水效果更顯著。
　?。?）在豆渣固體發(fā)酵產(chǎn)物γ-PGA不同濃度配比保水試驗中，雖然施用量越大

6、保水效果越顯著，但也明顯抑制了種子的發(fā)芽率及幼苗生長。在1：20、1：80、1：100、1：150和1：300五個配比梯度中，發(fā)芽率最高的是1：150處理，為95.33%，小麥幼苗芽長1：150處理的也較長，為11.07 cm，因此推薦施用發(fā)酵產(chǎn)物最佳配比濃度為1：150，即γ-PGA與土壤質(zhì)量比為1：600（g/g）時更有利于種子萌發(fā)及生長。
　　綜上所述，此次篩選出的Bacillus subtilis產(chǎn)能突出，經(jīng)優(yōu)化后更具開發(fā)