木糖一步產(chǎn)PHA混合菌群的篩選、結(jié)構(gòu)分析與人工合成.pdf

1、基于環(huán)境資源方面的考慮，利用微生物混合菌群以木糖為底物發(fā)酵生產(chǎn)PHA越來(lái)越受到人們的關(guān)注?；旌暇河捎诔蓡T間的分工合作，能夠承受較高的代謝負(fù)荷和具有較高的魯棒性，在低值和復(fù)雜原料利用方面與純培養(yǎng)微生物相比具有優(yōu)勢(shì)。木糖是木質(zhì)纖維素中第二豐富的糖類，開(kāi)展利用木糖發(fā)酵生產(chǎn)PHA的研究，可以為木質(zhì)纖維素原料資源化奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的混合菌群合成PHA的三段式工藝過(guò)程較為繁瑣，加之無(wú)法建立有效的篩選壓力，造成運(yùn)行周期長(zhǎng)，底物轉(zhuǎn)化率低，無(wú)法達(dá)到工業(yè)化

2、的要求。針對(duì)上述問(wèn)題，本課題以木糖為例，探究混合菌群一步生產(chǎn)PHA的方法。
　　首先以木糖為底物，使用飽食饑餓模式結(jié)合尼羅藍(lán)染色的篩選方法進(jìn)行木糖產(chǎn)PHA混合菌群的馴化，最終獲得具有較強(qiáng)PHA合成能力的混菌體系。通過(guò)參數(shù)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)該體系在溫度為33℃、pH為8、木糖濃度為2.4 g/L、碳氮比為160以及碳磷比為125時(shí)具有最大的PHA生產(chǎn)能力，最終積累的PHA占到了細(xì)胞干重的31％。繼而通過(guò)DGGE分析了馴化過(guò)程中菌落結(jié)構(gòu)的變化

3、，闡明了混合菌群演變的過(guò)程，DGGE條帶測(cè)序結(jié)果表明最終的穩(wěn)定體系中主要存在γ-Proteobacteria、Cellvibriosp.、Uncultured bacterium和Pseudomonas putida等4種優(yōu)勢(shì)微生物。為所篩選得到混合菌群的進(jìn)一步優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　為深入研究體系中混合菌群間的相互作用關(guān)系，以馴化結(jié)束的混菌體系為樣本，篩選得到γ-Proteobacteria、Cellvibrio sp.、Pseu

4、domonas sp.、Enterobacter cloacaesp.和Bacillussp.5種類型的微生物，但是由于不可純培養(yǎng)等原因，體系中一些重要的具有PHA合成能力微生物無(wú)法分離得到，導(dǎo)致這些菌株混合后所形成混合菌群的PHA合成能力十分有限。繼而研究嘗試將一些優(yōu)良的木糖利用基因和PHA合成基因?qū)氲酱竽c桿菌等宿主細(xì)胞中構(gòu)建基因工程菌株，從而構(gòu)建利用木糖合成PHA的人工混合菌群，初步發(fā)酵結(jié)果顯示其具備一定的PHA合成能力，該方法為