天然色素生产菌的诱变选育开题报告

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1、开题报告天然色素生产菌的诱变选育一、选题的背景、意义灵菌红素族(Prodigiosins,PG)是一个天然红色素家族的总称,包括Prodigiosin,Prodi2giosin25-C，Metacycloprodigiosin,Uncedylprodigiosin等,可以由多种放线菌和细菌产生。这一族色素通常都具有甲氧基吡咯的骨架结构，具有一定的免疫抑制性质。近年，研究人员的注意力都集中在由沙雷氏菌产生的灵菌红素潜在的临床应用上面。灵菌红素(Prodigiosin)是一种很有潜力的抗肿瘤药物,灵菌红素对人结肠

2、腺癌细胞DLD-1与SW-620及人胃癌细胞株HGT-1的实验均证实其对这些肿瘤细胞有诱导凋亡作用。美国国立癌症研究所(NSI)证实灵菌红素在平均IC50为2.1μmol/L时对57种不同的人癌细胞有抗性作用,在相同的作用剂量下,对正常细胞无任何毒害作用。20世纪60年代早期，Rapoport等首先描述了PG化学合成的全过程，但比较复杂和困难。1996年D'Alessio等[1]提出了新的制备PG类似物的方案，先将C环和B环相连然后再和A环结合（以往模拟生物合成路线是先将B环和A环相连）即得PG前体物质，步骤

3、简单，合成效率明显提高，但不能用来合成天然的十二烷基PG。Dairi等[2]利用市售商品4-methoxy-3-Pyrrotin-2-one经两步反应得到了PG前体物质4-methoxy-2,2’-bipyrrole-5-carboxatdehyde,然后将不同的吡咯及其派生物与其相连接得到了不同的PG类似物。利用化学合成法大量制备PG一直未能实施，人们寄希望于微生物发酵生产。国内外对产PG微生物的研究主要集中在陆地微生物沙雷菌上。故非常有必要运用诱变育种技术筛选出高产灵菌红素的菌株。二、相关研究的最新成果及

4、动态王学东[3]对野生黏质沙雷菌株进行紫外诱变处理，筛选获得的链霉素抗性菌株摇瓶产量达到120mg/L，发酵产量可达160mg/L。Tao等[4]紫外诱变获得了一株沙雷菌株B6，以葡萄糖为初始碳源，流加甘油为PG合成诱导物，所开发的流加发酵工艺不仅可防止菌体过早自溶，而且可部分消除PG产物的抑制作用，将PG的合成能力提高了7.8倍，达583mg/L。Wei等[5，6]以改进LB培养基（MLB，提高胰蛋白胨和酵母膏的浓度并去除了NaCl）发酵沙雷菌生产PG，约比LB增产3倍，达152mg/L；在培养基中添加2%

5、~6%的植物油，如豆油、棕榈油、葵花子油等可促进PG的合成，最高达790mg/L，表明PG合成与胞外生物表面活性剂的存在有关。在YE培养基中添加含吡咯环的脯氨酸、组氨酸和天冬氨酸可显著促进UP的合成。当添加10g/L的脯氨酸时，产量可达2.5g/L。Cang等[7]从土壤中分离获得一株沙雷菌S389，以乙醇为唯一碳源，PG产量最高可达2.95g/L。Giri等在黏质沙雷菌的培养基中分别添加花生籽粉、芝麻粉、咖啡粉，均能显著增加PG产量，其中以添加花生籽粉最为显著，达到38.75g/L。三、课题的研究内容及拟采

6、取研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标研究内容：  1、通过考察致死率和正突变率，确定较好的诱变方法； 2、在诱变方法确定的条件下，优化诱变的具体条件； 3、分别进行多轮的初筛和复筛，选出高产灵菌红素的菌株； 4、对该菌的发酵培养条件进行初步优化。研究方法：菌种纯化:平皿划线法。制备单细胞悬液菌种诱变处理筛选符合目的的菌株摇瓶培养灵菌红素产量含量及遗传稳定性测定研究难点：诱变选育中比较难的主要是诱变方案的确定及适宜的诱变剂量，同时诱变本身的局限性给实验选育理想的菌株带来了困难。预习达到的目标：选育得到高

7、产灵菌红素生产菌株，并能稳定遗传。四、论文详细工作进度和安排2010年10月23日-10月30日：查阅文献资料，确定实验方案。2010年11月1日-12月18日：继续查阅文献资料，同时做好实验的器材药品的准备工作。2011年3月19日-3月24日：准备开题答辩。2011年3月26日-4月20日：确定较好的诱变方法，并优化诱变方法的具体条件。进行多轮的初筛和复筛，选出高产灵菌红素的菌株。2011年4月20日-5月19日：针对筛选的高产菌株进行发酵条件优化，对实验做出初步的总结与归纳。2011年5月20日-6月5

8、日：完成毕业论文及答辩。五、主要参考文献[1]D’AlessioR,RossiA.Shortsynthesisofundecylprodigiosin,anewrouteto2,2'-bipyrrolyi-pyrromethenesystems[J].Synlett,1996,6:513514.[2]DairiK,TripathyS,AttardoG,etal.Two-stepsynthesisof