国家林业局948项目(2011-4-13)
- 作品数：9 被引量：30H指数：3
- 相关作者：王义强王启业彭牡丹田宇马国辉更多>>
- 相关机构：中南林业科技大学国家林业局教育部更多>>
- 发文基金：引进国际先进农业科技计划更多>>
- 相关领域：农业科学化学工程轻工技术与工程生物学更多>>
- 产丁醇梭菌基因改造的研究进展被引量：2
- 2017年
- 产丁醇梭菌作为丁醇发酵的主要生产菌,近年来成为研究的热点,而丁醇作为新型可再生能源,其优势远大于乙醇,因此,对产丁醇梭菌的基因改造研究具有重大意义。从关键基因、糖酵解途径和丁醇耐受性的角度出发,介绍了近几年来对产丁醇梭菌基因改造的研究进展。讨论了目前研究存在的问题,并对如何提高丁醇产量提出一些见解,旨为广大研究者提供新的思路。
- 张超王义强王启业黄瑞春米小琴
- 关键词：EMP基因过表达基因失活
- 高产丁醇菌株诱变选育及发酵研究被引量：2
- 2015年
- 菌株是丁醇发酵生产的重要因素,优良丁醇菌株的选育及发酵条件优化是提高丁醇产量的有效途径。本研究选取工业上重要的产丁醇菌株——拜氏梭菌Clostridium beijerinckii ATCC 55025为对象,进行紫外诱变,获得了一株丁醇产量高、耐受性强和稳定性好的优良突变株Clostridium beijerinckii U-57,由中国典型培养物保藏中心保存,注册号为CCTCC M 2013208。该突变株发酵产丁醇和总溶剂(丙酮、丁醇、乙醇)分别为6.44g/L、10.57 g/L,较原始菌株分别提高了7.15%、6.98%。采用Plackett-Burman设计以及Box-Behnken响应面设计,对突变株U-57的最佳培养基组分进行了筛选。进一步通过正交实验对突变株U-57的最佳发酵条件进行了优化,发酵得丁醇和总溶剂产量分别为7.85 g/L、12.28 g/L,比优化前分别提高了21.9%、15.3%。研究结果为进一步工业化应用提供了基础。
- 王义强王启业华连滩彭牡丹钟洁罗浪
- 关键词：诱变响应面法
- 杨木同步糖化发酵生产乳酸的条件优化
- 2015年
- 以经过蒸汽爆破预处理后的杨木为原料,利用戊糖乳杆菌突变株进行同步糖化发酵。用高效液相色谱法测定发酵液中的乳酸含量,对酶解温度、酶解p H、纤维素酶添加量进行单因素试验分析,对发酵温度、发酵p H、接种量进行单因素试验分析,再通过正交试验对发酵条件进行优化。研究发现,最佳发酵条件:发酵温度为40℃,发酵p H为5.7,接种量为6%,纤维素酶添加量为15 FPU/g,乳酸产量为9.42 g/L,产酸量提高了83.62%。利用价格低廉且来源广泛的杨木发酵生产乳酸,具有广阔的工业应用前景。
- 林丽云王义强马国辉吴腾飞
- 关键词：杨木同步糖化发酵乳酸
- 生物发酵产丁醇研究进展被引量：11
- 2014年
- 丁醇作为新一代生物燃料,已成为世界研究的热点。利用可再生原料通过微生物发酵生产丁醇受到人们的普遍关注。目前通过发酵法产丁醇的成本较石化途径高。降低丁醇的生产成本,可以从以下几个方面入手:使用廉价的非粮食原料,开发新的高产低能耗发酵工艺,选育高产丁醇菌株。相信在不久的将来,研究者们将研发出高经济竞争力和可持续发展的丁醇生产工艺。
- 华连滩王义强彭牡丹田宇马国辉
- 关键词：丁醇木质纤维发酵
- 基于杨木发酵产异丁醇大肠杆菌工程菌构建被引量：3
- 2015年
- 【目的】克隆异丁醇生物合成途径中的2个关键酶基因——乙醇脱氢酶基因(adh2)和2-酮酸脱羧酶基因(kivd),构建产异丁醇的工程大肠杆菌;进一步以杨木水解液为底物进行发酵,以期能利用木质纤维原料发酵生产异丁醇,为异丁醇的可再生生产提供研究基础。【方法】分别以酿酒酵母总DNA和乳酸乳球菌总DNA为模板,通过PCR扩增异丁醇生物合成途径关键酶基因adh2和kivd。同时构建重组质粒pSTV-29-adh2和pSTV-29-kivd,分别转化大肠杆菌DH5α,构建重组菌株E.coli DH5α-pSTV-29-adh2和E.coli DH5α-pSTV-29-kivd。进一步构建串联表达质粒pSTV-29-adh2-kivd,导入大肠杆菌DH5α中,构建重组工程菌E.coli DH5α-pSTV-29-adh2-kivd。各重组菌株经IPTG诱导表达后,采用BCA蛋白定量试剂盒测定其粗酶提取液中目的蛋白含量,并通过SDS-PAGE电泳检测重组菌株E.coli DH5α-pSTV-29-adh2,E.coli DH5α-pSTV-29-kivd和E.coli DH5α-pSTV-29-adh2-kivd中目的基因adh2和kivd的蛋白表达量。利用各重组菌E.coli DH5α分别以葡萄糖和杨木水解液为原料发酵生产异丁醇,采用气相色谱检测发酵液中异丁醇含量。【结果】重组质粒pSTV-29-adh2,pSTV-29-kivd和pSTV-29-adh2-kivd经菌液PCR、酶切及测序验证,得到的片段大小与目的基因adh2(1 067 bp)和kivd(1 667 bp)大小和质粒载体pSTV-29(2 999 bp)大小相符,adh2和kivd基因测序结果与NCBI中对应基因序列完全一致,表明表达载体pSTV-29-adh2,pSTV-29-kivd和pSTV-29-adh2-kivd构建成功。蛋白含量测定结果和SDS-PAGE电泳检测结果显示,目的基因adh2,kivd的蛋白在各重组菌中均得到表达,在电泳图谱中的对应位置40 k D(Adh2蛋白分子质量40 k D)和70 k D(Kivd蛋白分子质量70 k D)处均有明显的蛋白特征条带,且adh2基因编码的乙醇脱氢酶蛋白比kivd基因编码的2-酮酸脱羧酶蛋白表达量高,而空白对照菌株未出现任何蛋白特征条带,表明各重组菌E.coli DH5α-pSTV-29-adh2,E.coli
- 王启业王义强田宇彭牡丹陈章靖陆利
- 关键词：异丁醇重组大肠杆菌乙醇脱氢酶基因
- 基于杨木纤维发酵产丁醇工艺条件的研究被引量：2
- 2015年
- 丁醇作为新一代生物燃料,已经成为世界研究的热点。利用本实验选育的丁醇高产突变株——拜氏梭菌Clostridium beijerinckii U-57,以杨木蒸汽爆破渣为原料发酵产丁醇。结果表明:杨木蒸汽爆破渣糖化液经分步糖化发酵和同步糖化发酵,丁醇产量分别为2.19、1.79 g/L;进而对同步糖化发酵条件进行正交设计优化,优化后同步糖化发酵得到的丁醇和总溶剂产量分别为2.16、3.44 g/L,比之前提高了20.7%、16.7%。该研究首次探讨了杨木纤维发酵产丁醇的工艺条件,为进一步提高产量提供了基础。
- 钟洁王义强华涟滩王启业罗浪
- 关键词：生物燃料丁醇同步糖化发酵
- 戊糖乳杆菌发酵产乳酸及高产菌株诱变选育被引量：3
- 2014年
- 戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)是能利用木质纤维素水解液发酵产乳酸的潜力菌株,发酵条件优化与高产菌株的选育是提高乳酸产量的重要手段。通过单因素试验、Plackett-Burman设计与响应面试验,对戊糖乳杆菌ATCC 8041产乳酸的发酵培养基及发酵条件进行了优化。结果表明,该菌株发酵培养基的最佳组合为葡萄糖93.11 g/L、酵母浸粉5.19 g/L、碳酸钙29.43 g/L、蛋白胨10.00 g/L、Na2HPO4·12H2O 5.00 g/L、Mg SO4 0.20 g/L、Mn SO4 50 mg/L;最佳发酵条件为37℃、p H6.5、接种量6%、装液量80%。在此优化条件下,该菌株发酵产乳酸为54.12 g/L。进一步以戊糖乳杆菌ATCC 8041为出发菌株,通过原生质体进行紫外诱变,经多重筛选,最终获得一株遗传稳定性好的高产乳酸突变株,命名为戊糖乳杆菌Lactic UVC-02,由中国典型培养物保藏中心保存,注册号为CCTCC M 2013209。该突变株Lactic UVC-02经葡萄糖发酵,乳酸产量达64.17 g/L,比出发菌株ATCC 8041(54.12g/L)提高18.6%。
- 王义强王启业马国辉林丽云
- 关键词：戊糖乳杆菌乳酸发酵紫外诱变响应面试验
- 异丁醇生物合成的研究进展被引量：11
- 2013年
- 异丁醇一直以来作为重要的化工原料被用于诸多领域。近年来发现异丁醇也可以作为新一代的生物燃料,并且具有高热值、易混合、高辛烷值等特有的优势,体现出了巨大的发展潜力,越来越受到人们的关注。就异丁醇作为新型生物燃料的生产现状和生物合成异丁醇在国内外的研究进展进行介绍与论述,并对生物合成异丁醇的未来发展的趋势进行展望。
- 田宇王义强王启业
- 关键词：异丁醇生物燃料生物合成工程菌
- 糖丁酸梭状芽孢杆菌BAA-117利用不同碳源发酵产燃料丁醇的研究被引量：1
- 2014年
- 利用木质纤维原料替代传统粮食原料发酵可降低丁醇生产成本。先将杨木纤维进行酶解糖化,然后利用糖丁酸梭状芽胞杆菌BAA-117进行丁醇发酵。研究结果表明:BAA-117对单糖的利用率为混合糖(葡萄糖27.5 g/L,阿拉伯糖3 g/L,木糖19.5 g/L)>葡萄糖>木糖>阿拉伯糖;杨木蒸汽爆破渣通过酶解后产生的总还原糖含量为46.8 g/L,经过72 h无添加发酵,丙酮、丁醇与乙醇总溶剂含量为6.6 g/L,其中丁醇产量为4.8 g/L,ABE总溶剂的生产速率为0.089 g/(L·h);在补充培养基后,ABE总溶剂含量为9.53 g/L,其中丁醇产量为6.88g/L,ABE总溶剂的生产速率为0.13 g/(L·h);添加20 g/L的混合糖后,丁醇产量达到7.28 g/L,ABE总溶剂的生产速率为0.141 3 g/(L·h),比单杨木纤维发酵丁醇产量提高了58.8%。
- 彭牡丹王义强王启业陆利
- 关键词：酶解厌氧发酵丁醇
