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134 安徽农学通报,Anhui agri.Sci Bul1.2008,14(14) 不同诱变方法提高绿色木霉产纤维素酶的研究 林建国 王常高 王伟平 胡 瑛 蔡 俊 (湖北l丁业大学生物工程学院工业微生物湖北省重点实验室,湖北武汉430068) 摘要:该文阐述了紫外、硫酸二乙酯和亚硝基胍三种诱变方法对发菌株绿色木霉TV一96进行诱变以提高其产酶的 能力。确定了紫外、硫酸二乙酯和亚硝基胍的最佳诱变时间分别为:1 2O秒、35分钟和2.5分钟;得到了31株菌株的 Hc值比出发菌株大,通过复筛,发现31株菌株中,有22株的产酶能力比出发菌株有提高,且突变菌株NTG8的产酶能 力最高值为4 37 gG/ml・min,是出发菌株的2.03倍,并具有较好的遗传稳定性。 关键词:绿色木霉;纤维素酶;诱变 中图分类号s76 3 文献标识码B 文章编号1 007—7 7 31(2008)1 4-1 34—03 Study on mutant of Trichoderma viride induced by different methods to increasing cellulase activity Lin Jianguo Wang Changgao WangWeiping Hu Ying Cai Jun (Bioengineering college,Hubei university of technology&Hubei provincial key laboratory of industrial microbiology,W uhan,Hubei,430068) Abstract:Based on the Trichoderma viride strain TV-96,the mutants were brewed through inducing treatment of ultraviolet light,DES and NTG to increasing cellulase activity in this paper.The optimal times of mutant by UV, DES and NTG were 1 20 seconds,35minutes and 2.5 minuties respectively.The 3 1 strains that higher Hc than original strain were obtained,and cellulase produce of 22 strains were increased.In comparison with the original strain,the cellulase—producing ability of NTG8 which heredity was stable was about 2.03 times,and get highest 437 gG/ml min. Key words:Trichoderma viride;cellulase;mutation 纤维素酶根据其催化反应功能的不同可分为内切葡聚 实验室保藏。 糖酶、外切葡聚糖酶及B一葡萄糖苷酶。纤维素酶可应用于 1.1.2药品。硫酸二乙酯(DES)、亚硝基胍(NTG)、羧甲基纤 以植物为原料(主要成分为纤维素)的一切工业中,如纺织、 维素钠(CMC)300—800、去氧胆酸钠、刚果红、3,5一二 饲料和食品加工、医药、日用化工等方面。特别是在饲料工 硝基水杨酸、重蒸酚、无水亚硫酸钠等均为化学纯,购于武 业中,使用纤维素酶是提高植物性饲料消化率和利用率的 汉华顺生物工程有限公司;秸秆粉碎细度为120目。 有效措施。实践证明,添加纤维素酶后可使畜禽增重15%, 1.2方法。 同时饲料用量可降低10%口】。能产生纤维素酶的微生物有 1.2.1菌种的活化。保藏菌株Tv一96在PDA【2 斜面活化2次。 细菌及青霉,曲霉,木霉等真菌。绿色木霉是产纤维素酶的 1.2.2选择培养基。Mandel s营养盐液 中Dfl(mlv1:0.12%去 重要菌株,提高菌株的产酶能力也是纤维素酶相关研究的 氧胆酸钠、0.01%刚果红、I%CMC和0.8%琼脂。 核心问题。 1.2.3诱变方法 。(1)孢子悬液的制备:用无菌水洗下 本研究选用了紫外(uV>诱变、硫酸二乙酯(DES)和亚 经活化的斜面孢子,置于玻璃小三角瓶中振荡20min后用4 硝基胍(NTG)三种诱变方法对出发菌株进行诱变,并通过 层镜头纸过滤,适当稀释,使孢子浓度为105~6个/ml。(2) 发酵试验,选育产酶活力高的突变菌株。 uV诱变:取5ml孢子液于直径9cm平皿中,置30w紫外灯管 1材料与方法 下,距离约25cm,照射一定时间后,在红灯下稀释适当倍 1.1材料 数,取0.1ml涂平板30 ̄C避光培养,计平板菌落数,计算致死 1.1.1出发菌株。绿色木霉(Trichoderma viride)TV一96为本 率,绘制致死曲线。(3)硫酸二乙酯诱变:取20ml孢子悬浮 作者简介:林建国(1979一),男,湖北仙桃人,博士,从事生物工程研究。 收稿日期:2008—05—28 维普资讯 http://www.cqvip.com 安徽农学通报,Anhui A .Sci.Bul1.2008,14(14) 135 液,4 500r/min离心15min后去掉上清液,加无菌水19.8ml 二乙酯诱变时间选择35min; 和0.2ml硫酸二乙酯,立即混合振荡,处理一定时间后,取 0.5ml处理液,加入到4.5ml1%Na2S203液中解毒,稀释后取 2.1.3亚硝基胍诱变结果详见图3。从图3可知,当诱变时间 0.1ml涂平板,30℃培养,计平板菌落数,计算致死率,绘制 致死曲线。(4)亚硝基胍诱变:取孢子液2ml,加,A0.3g/DSIE硝 基胍和0.2mol/1 pH4.4醋酸缓冲液(各lm1),37℃保温处理 一定时间后,取2m1]JI]入10ml 0.07mol/1 Na2HPO4液中止, 稀释后取0.1ml涂平板,30℃培养,计平板菌落数,计算致 死率,绘制致死曲线。 1.2.4致死率的计算及菌株初筛。其致死率公式为: 致死率㈩;魍 t 以70~80%的致死率确定诱变时间,诱变后,在有刚 果红的平板上挑取HC值(透明圈直径与菌落直径之比),比 TV一96大的菌株进行发酵复筛。 1.2.5复筛:复筛采用液态发酵,将挑选的HC值较大的菌株 进行液态发酵试验,测定每株菌株发酵液的酶活性。 1.2.6液体发酵培养基:将0.5%CACO3、0.1%蛋白胨溶解 在Mandel’S营养盐液中,分装于250ml--角瓶,每瓶装量为 30ml,然后每瓶加入预处理的稻草粉0.9g,包扎灭菌。 稻草粉预处理:稻草经lmol/1NaOH液0.1Mpa下蒸煮 30min,水洗至中性,干燥、粉碎过40目筛。 1.2.7 CMC酶活的测定。参考路福平酶活测定方法 】:取试 管若干,每管加入适当稀释酶液0.5ml,CMC缓冲液2.0ml 混匀,于40℃恒温水浴中酶解30min,取出后加入DNS试剂 2.5ml。另外备一只空白管,于其中加入pH5.0的磷酸氢二 钠一柠檬酸缓冲溶液2.5ml,DNS试剂2.5ml,将两试管同 时放入沸水中煮沸5min,取出于冷水中冷却至室温。722 型分光光度计于520nm光波下比色,测出样品0D值(使OD 值在0.2~0_8范围),查阅标准曲线,计算出酶活。 酶活力单位定义:在pH5.0,40℃下,每lml酶液在1min 内水解CMC生成1微克葡萄糖,称作一个纤维素酶(CMC 酶)活力单位(u)。计算公式如下: CMCI ̄= ( l ̄.min) 式中G为生成葡萄糖微克数;N为酶液稀释倍数;0.5为 酶液体积数;30为酶解时间(min)。 2结果与分析 2.1不同诱变方法的致死曲线及诱变时间的确定。 2.1.1紫外(uV)诱变致死曲线。结果详见图1。从图1可知, 当诱变时间为120s时,致死率为78.6%,而当诱变时间大于 120s或小于120sl ̄,其致死率都不在70~80%之间。因此, 紫外诱变时间选择120s; 2.1.2硫酸二乙酯诱变。结果详见图2。从图2可知,当诱变时 间为35min时,致死率为77.5%,而当诱变时间大于35min或 小于35min时,其致死率都不在70~80%之间,因此,硫酸 一 蒉 髹 蠡} O ∞ 柏 6o ∞'oD 1 140 16o 1∞20D 时闻(杪) 嘲I 紫外诱变致死曲线 l∞ ∞ ^ ∞ 瓣 萋柏 ∞ O 0 10 2o 30 40 50 时间(分钟) 嘲2碱酸=己穗诱变致死lIll线 l0o 8o 窑6。 蛋 萋柏 2O 0 2 3 4 时阅(分钟) 网3 哑刚罄瓤诱变诱变曲线 为2.5min时,致死率为79_3%,而当诱变时间大于2.5min或 小于2.5minEl-,j",其致死率都不在70~80%之间,因此,亚硝 基胍诱变时间选择2.5min。 2.2不同诱变方法所得突变菌株的透明圈HC值。对于不同 的诱变方法,在最佳诱变条件下进行诱变,将诱变后的孢 子液涂布到含有刚果红的平板上,待有菌落产生时,计算 表1 不同诱变方法所得菌株透明圈的Hc值 HC值,其结果详见表1。表1中,uV系列编号代表紫外诱变, 维普资讯 http://www.cqvip.com l36 安徽农学通报,Anhui Agri.Sci.Bul1.2008,14(14) DES系列编号代表硫酸二乙酯诱变,NTG系列编号代表亚 硝基胍诱变,TV一96代表出发菌株。 由表1可知,通过计算透明圈的HC值,得到31株菌株的 性试验,突变菌株NTG8有较好的遗传稳定性。 3结论 3.1确定了紫外、硫酸二乙酯和亚硝基胍对绿色木霉TV-96 HC值比出发菌株TV一96大,因此,选择这31株突变菌株进 行复筛试验,测定每株微生物发酵液酶的活力,以出发菌 株作对比,确定高产菌株。 2.3液态发酵复筛。 每一菌株的斜面菌种用无菌水制成孢子悬液,每30ml 诱变的致死曲线及最佳诱变时间。最佳诱变时间分别为: 120s、35min和2.5min。 3.2通过计算不同诱变方法所得突变菌株的HC值,得到了 31株菌株的HC值比出发菌株大。 3I3通过复筛,发现31株菌株中,有22株的产酶能力比出发菌 发酵液体培养基中接种0.1m1,30℃,150r/min水浴摇床 培养。将发酵96h的发酵液用4层纱布过滤,4 500r/min离 心10min,取上清液即为粗酶液,用于酶活测定。其结果详 见表2。由表2可知,31株菌株中,有22株的产酶能力比出 株有提高,且突变菌株NTG8的产酶能力最高值为437 gG/ m1.min,是出发菌株的2.03倍,其具有较好的遗传稳定性。 参考文献 …尹麦生,赵学慧.纤维素分解菌黑曲霉AMSI l诱变选育及其酶学 特性研究.第二届真菌学术讨论会[c].武汉,1986. 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