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产冠菌素桑丁香假单胞菌株及其发酵生产冠菌素的方法.pdf

  • 上传人:g****
  • 文档编号:1262576
  • 上传时间:2018-04-11
  • 格式:PDF
  • 页数:7
  • 大小:2.88MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010171338.5

    申请日:

    2010.05.13

    公开号:

    CN101948764A

    公开日:

    2011.01.19

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C12N 1/20变更事项:专利权人变更前:江苏科技大学变更后:江苏科技大学变更事项:地址变更前:212003 江苏省镇江市梦溪路2号变更后:212028 江苏省镇江市丹徒新城工业园区瑞山东路9号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C12N 1/20申请日:20100513|||公开

    IPC分类号:

    C12N1/20; C12P13/02; C12R1/38(2006.01)N

    主分类号:

    C12N1/20

    申请人:

    江苏科技大学

    发明人:

    吴福安; 王俊; 梁垚; 陈明胜; 方水琴; 吕荣斌

    地址:

    212003 江苏省镇江市梦溪路2号

    优先权:

    专利代理机构:

    南京经纬专利商标代理有限公司 32200

    代理人:

    楼高潮

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    内容摘要

    本发明公开了一种产冠菌素桑丁香假单胞菌株及其发酵生产冠菌素的方法。发明中涉及的一株桑丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13菌已保藏,保藏日期为2010年2月1日,保藏登记号为CGMCC No.3621。桑丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13的高温(32℃)产冠菌素活性。

    权利要求书

    1: 一株桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株, 该菌株已在国 家知识产权局指定的保藏单位保藏, 保藏日期为 2010 年 2 月 1 日, 保藏单位名称 : 中国微生 物菌种保藏管理委员会普通微生物中心, 保藏编号 : CGMCC No.3621。
    2: 利用权利要求 1 所述的桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株发酵生产冠菌素的方法, 其特征在于 : 利用桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株进行发酵产冠菌素培养 : 在温度 25 ~ 40℃的培养基中接菌, 摇瓶培养 1 ~ 14 天得发酵液, 发酵培养基的 pH7.5 ~ 8.0, 培养基质量百分比为 : 磷酸氢二钾 0.2%~ 0.6%、 磷酸二氢钾 0.05%~ 0.6%、 氯化铵 0.01%~ 0.5%、 七水合硫酸镁 0.001 ~ 0.1%、 葡萄糖 0.1%~ 5%, 氯化高铁 1 ~ 15μM ; 在 18℃下培养, 发酵 5 ~ 14 天所得发酵液, 经 HPLC 均检测到冠菌素生成 ; 在 32℃下培养, 发酵 3 天所得发酵液, 经 HPLC 检测到冠菌素生 成。
    3: 利用权利要求 1 所述的桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株发酵生产冠菌素的方法, 其特征在于 : 在温度 25 ~ 40℃的培养基中接菌, 所述培养基 的 pH7.5 ~ 8.0, 培养基质量百分比为 : 磷酸氢二钾 0.2%~ 0.6%、 磷酸二氢钾 0.05%~ 0.6%、 氯化铵 0.01%~ 0.5%、 七水合硫酸镁 0.001 ~ 0.1%、 葡萄糖 0.1%~ 5%, 氯化高 铁 1 ~ 15μM, 于温度 32℃好气培养 1 天, 变温至 18℃发酵 2 天, 取发酵液经 HPLC 检测到冠 菌素生成。

    说明书


    产冠菌素桑丁香假单胞菌株及其发酵生产冠菌素的方法

        一、 技术领域
         本发明属于微生物技术领域, 尤其涉及一株产冠菌素桑丁香假单胞菌株 M4-13 及 其发酵生产冠菌素的方法。 二、 背景技术
         现有技术 : 冠菌素 (Coronatine, COR, C18H25NO4) 于 1977 年首次由 Ichihara 等从丁 香假单胞菌绛红致病变种 (Pseudomonas syingaepv.atropurpurea) 的培养液中分离获得。 冠菌素由两个特殊的部分构成, 即: 双环羧酸, 称为冠面酸 (Coronafacicacid, 简称 CFA) 和 环丙基氨基酸, 称为冠氨酸 (Coronamic acid, 简称 CMA)。
         冠菌素作为新型的多功能复合型植物激素, 具有着极其广泛的功能与应用前景。 不仅与生长发育有关, 并且与植物自身防御系统有着重大的关联。 它能够调控生长、 抑制衰 老、 促进细胞分化、 提高叶绿素含量和植物抗逆性 ( 提高抗旱性、 抗寒性、 抗盐性 ), 生物活 性比茉莉酸 C12H18O3(jasmonic acid, JA) 高 100 ~ 10000 倍。还可以促进多种植物次级代 谢产物的生产, 如大豆抗毒素和类黄酮, 水稻田灭草 ( 提高水稻叶中的樱花素和二萜内酯 A 含量, 它们对稻田杂草有较高的抑制活性 ), 抗肿瘤药物红豆杉紫杉醇的产生, 改善烟草品 质等, 总之, COR 应用浓度低, 并且诱导次生物质产量大大提高, 具有其他生长调节物质所无 法比拟的优势, 有进一步研究的价值和开发潜力。
         目前对于冠菌素的生产研究大多集中于发酵法生产, 早期人们虽然建立了化学合 成冠菌素的方法, 取得了冠菌素生产研究历史上里程碑式的成功, 不过除了理论研究上的 意义之外, 其极低的产率与高昂的代价, 使得人们对于通过化学合成法获得大量冠菌素的 设想落空, 因此人们开始关注发酵法获得大量冠菌素的研究, 进展迅速。 如日本北海道大学 市原狄民等 (1998) 用发酵法从 250 升发酵液中得到冠菌索、 冠菌酸和冠烷酸共 200 毫克 ( 其中冠菌素 60 毫克 ) ; 张国栋 (2003) 发酵两次共得到发酵液约 300 升, 提取获得结晶成 品 1 克左右和部分母液, 总数约 1.3 克 ( 母液折成成品计 )。其他少有大规模发酵的报道, 吴晓玉等在培养基中添加适量锰离子可促进菌株的生长及其冠毒素产量提高。 吴慧玲等诱 变得 2 株在常温下产生冠菌素的突变株 MFB132 和 MFB141。该突变株发酵温度由 18℃上升 到 28℃, MFB141 的冠菌素产量达到 37.66mg/L。因此, 采用发酵法生产冠菌素是工业化生 产的可行方法。
         不过, 以往报道的产冠菌素菌株生产 COR 的发酵过程均需在低温 ( < 28℃ ) 下进 行, 因此低温发酵成为其工业化生产的瓶颈。因为利用大规模发酵法发酵生产 COR 就必定 会产生大量热量, 而降温设备造成成本昂贵, 利用化学法合成又无法满足大规模应用的需 本专利首次 求, 因此, 寻找合适的耐高温产冠菌素菌株是工业化大规模生产冠菌素的基础。 从桑树的桑疫病组织中分离致病菌桑丁香假单胞菌, 并在高温培养条件 (32℃ ) 下检测到 冠菌素产生, 说明了其高温条件下的产冠菌素活性。 一方面, 传统的产冠菌素菌株报道的产 冠菌素活性范围在 28℃以下, 本菌株首次突破了这一温度限制, 虽然产量不高, 但作为良好 的出发菌株, 有助于突破长期以来困扰冠菌素大规模发酵的低温限制性因素, 为相关的应用于研究奠定的基础 ; 另一方面, 本专利提供的菌种作为桑树的桑疫病致病菌, 其产冠菌素 特性的发现对于揭示桑疫病传播和流行机理提供了重大线索, 对于我国蚕桑产业的健康发 展有着至关重要的意义。 三、 发明内容
         技术问题 : 针对以上问题, 本发明分离筛选桑疫病致病菌桑丁香假单胞菌, 并分别 在首次从发酵液中分离检测到冠菌素, 经过发酵条件优化, 可使之表现稳定的产冠菌素能 力。
         技术方案 : 一株桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株, 保藏日期为 2010 年 2 月 1 日, 保藏登记号为 CGMCC No.3621。桑丁香假单胞菌 M4-13 的筛 选和发酵条件的优化。在温度 25 ~ 40℃的培养基中接菌, 摇瓶培养 1 ~ 14 天得发酵液, 所述培养基的 pH 7.5 ~ 8.0, 培养基质量百分比为 : 磷酸氢二钾 0.2%~ 0.6%、 磷酸二氢 钾 0.05%~ 0.6%、 氯化铵 0.01%~ 0.5%、 七水合硫酸镁 0.001 ~ 0.1%、 葡萄糖 0.1%~ 5%, 氯化高铁 1 ~ 15μM ; 18℃下 7 天 (32℃下 3 天 ) 取发酵液, NaOH 调节发酵液 PH 至 9 ~ 12, 乙酸乙酯反复萃取两次, 取水相, 再调节 PH 至 2 ~ 5, 乙酸乙酯萃取两次, 取有机相, 减压 蒸馏致结晶, 以甲醇溶解, 得冠菌素甲醇溶液。 有益效果: 本 发 明 的 微 生 物 分 类 命 名 为 桑 丁 香 假 单 胞 菌 (Pseudomonas syringaepv.mori)M4-13 菌株, 已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心, 简称 CGMCC, 保藏单位地址 : 中国北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所。保藏编号 是: CGMCC No.3621, 保藏时间是 2010 年 2 月 1 日。
         本发明首次从桑疫病组织中分离致病菌桑丁香假单胞菌, 并发现其产冠菌素特 性, 且在高温 (32℃ ) 下检测到冠菌素产生, 说明了其高温条件下的产冠菌素活性。 一方面, 传统的产冠菌素菌株报道的产冠菌素活性范围在 28℃以下, 本菌株首次突破了这一温度限 制, 为大规模工业化生产提供了一种新的出发菌株, 有助于突破长期以来困扰冠菌素大规 模发酵的低温限制性因素, 为相关的应用研究奠定了基础 ; 另一方面, 作为桑疫病致病菌, 其产冠菌素特性的发现对于揭示桑疫病传播和流行机理提供了重大线索, 对于我国蚕桑产 业的健康发展有着至关重要的意义。
         本发明菌株桑丁香假单胞菌系从桑疫病发病部位中分离得到, 观察分析了该菌形 态特征、 培养特征、 生理特性及代谢特征, 结果表明该菌株具有以下特征 : (1) 形态学特征 : 生长迅速, 长成的菌落白色, 正反面颜色均一, 呈圆形, 鼻涕状 ( 见附图 1), 革兰氏染色为阴 性 ( 见附图 2) ; (2) 培养特征 : 利用标准 LB 培养基, 与优化 HSC 培养基均能正常生长, (3) 生理特征 : 对碳源、 氮源及温度有广泛的适应性, 易培养 ; (4) 代谢特征 : 将该菌液体扩大培 养后应用 HPLC 分析发现, 其在 18℃和 32℃条件下均有冠菌素产生。
         四、 附图说明
         图 1 为桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株经培养的形 态学特征 ;
         图 2 为桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株经革兰氏染 色结果。五、 具体实施方式
         下面结合具体实施例, 进一步阐述本发明。 应理解, 这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。 此外应理解, 在阅读了本发明讲授的内容之后, 本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改, 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
         实施例 1
         本实施例说明桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株的筛 选过程。
         采集染桑疫病桑枝和叶片, 捣碎放入 50mL 无菌水的锥形瓶中, 加入 20 颗左右的玻 璃珠, 剧烈震荡 20min, 使组织完全捣碎, 静置。在每只 50mL 无菌水的三角瓶中加入 1mL 土 壤样品悬浮液, 放入恒温振荡培养箱培养, 37℃下培养 2 天。
         取悬液涂布于初筛 MG 平板培养基上, 进行产酶菌株的初筛。每升初筛培养基的组 分为 : 蛋白胨 5.0g, 甘露醇 5.0g, 谷氨酸钠 1.15g, 生物素 0.0001g, 磷酸氢二钾 0.25g, 氯化 钠 0.1g, 七水合硫酸镁 0.1g, 琼脂 11g。温度 32℃, 培养时间 1 ~ 6 天。挑选产生菌落较大 的菌株 20 株, 接种到 King’ B 斜面培养基。King’ B 培养基基本配方, 每升组分为 : 蛋白胨 20.0g, 磷酸氢二钾 1.5g, 七水合硫酸镁 1.5g, 琼脂 15g, ph7.2±0.2 ; 使用方法 : 称取基本配 方 38g, 加入蒸馏水 1L, 并加入 10ml 甘油, 搅拌加热煮沸至完全溶解, 分装试管, 每管 5ml, 制 成斜面。32℃斜面培养过夜, 接种至 HSC 培养基, HSC 培养基基本配方, 每升组分为 : 磷酸氢 二钾 4.1g、 磷酸二氢钾 3.6g、 氯化铵 1g、 七水合硫酸镁 0.2g、 氯化高铁 2μM、 葡萄糖 20g, 18 度培养七天, 取发酵液经 HPLC 检测。
         HPLC 法的检测条件为 :
         色谱柱 : Alltima C18(150mm×4.6mm) ; 流动相 : 0.5g/L 磷酸∶甲醇 (40 ∶ 60, V/ V) ; 检测波长 : 230nm ; 流速 : 1mL/min ; 柱温 : 30℃ ; 进样量 : 20μL。
         实施例 2
         本实施例说明桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 菌株利用 标准 LB 培养基于 18℃下的产冠菌素活性。
         每升培养基组成 : 蛋 白 胨 10g, 酵 母 浸 膏 5g, 氯 化 钠 10g, 将桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv.mori)M4-13 以 1%的接种量接种于培养基中, 于温度 18℃好气 培养 7 天, 取发酵液经 HPLC 检测, 浓度为 0.54mg/L。
         实施例 3
         本实施例的方法与实施例 2 相同, 改用优化 HSC 培养基培养, 检测其产冠菌素活 性。
         每升培养基组成 : 磷酸氢二钾 4.1g、 磷酸二氢钾 3.6g、 氯化铵 1g、 七水合硫酸镁 0.2g、 氯化高铁 2μM、 葡萄糖 20g, 将桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringaepv.mori) M4-13 以 1%的接种量接种于培养基中, 于温度 18℃好气培养 7 天, 取发酵液经 HPLC 检测, 浓度为 2mg/L。
         实施例 4
         本实施例的方法与实施例 3 相同, 改变温度至 32 度, 检测其产冠菌素活性。每升培养基组成 : 磷酸氢二钾 4.1g、 磷酸二氢钾 3.6g、 氯化铵 1g、 七水合硫酸镁 0.2g、 氯化高铁 2μM、 葡萄糖 20g, 将桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringaepv.mori) M4-13 以 1%的接种量接种于培养基中, 于温度 32℃好气培养 3 天, 取发酵液经 HPLC 检测, 浓度为 0.003mg/L。
         实施例 5
         本实施例的方法与实施例 3 相同, 改变温度及发酵时间, 检测其产冠菌素活性。
         每升培养基组成 : 磷酸氢二钾 4.1g、 磷酸二氢钾 3.6g、 氯化铵 1g、 七水合硫酸镁 0.2g、 氯化高铁 2μM、 葡萄糖 20g, 将桑丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringaepv.mori) M4-13 以 1%的接种量接种于培养基中, 于温度 32℃好气培养 1 天, 变温至 18℃发酵 2 天, 取发酵液经 HPLC 检测, 浓度为 3.5mg/L。

    关 键  词:
    菌素 丁香 假单胞 菌株 及其 发酵 生产 方法
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