一株木质纤维素类物质高效降解菌s1及其应用_2

文档序号:9628017阅读:来源:国知局
质素筛选培养基平板,37°C恒温培养48h,根据菌落生长情况调整稀释梯度。 保持培养条件不变,48h后挑取各平板上的单菌落在木质素筛选培养基平板上反复划线纯 化。挑取纯化后的单菌落点接于木质素苯胺蓝培养基平板,37°C避光恒温培养48h,测量各 菌株的透明圈直径H与菌落直径C,筛选出H/C值较大的菌株。对获得的菌株进行继代培 养,连续传代10次,观察菌株的生长状况并且测定H/C值。根据菌株各代菌落形态、菌落直 径、透明圈直径和H/C值大小,确定菌株生长状况和对木质素降解效果的稳定性采用-80°C 甘油冷冻法进行保存,分离菌株保存3管,写明标签(菌株编号、分离地点、生境类型和保存 时间)。
[0033] 2、菌株H/C值测定
[0034] 将菌株点接于木质素苯胺蓝培养基平板,37°C避光恒温培养48h,测量各菌株的透 明圈直径H与菌落直径C。
[0035] 3、结果分析:
[0036] 3. 1、菌株筛选
[0037] 通过上述的分离筛选过程,共获得134株可在木质素筛选培养基上生长的菌株。 将这134株菌株纯化后接种于木质素苯胺蓝培养基上进行筛选,根据透明圈产生时间、清 晰度和H/C值大小筛选出木质素降解菌。菌株Sl透明圈产生迅速并且清晰,H/C值较大的 菌株,确定为高效木质素降解菌,根据筛选菌株的样品来源,分别编号。将上述菌株进行10 次传代培养后,菌株菌落生长情况、外观形态以及菌株的H/C值均无明显变化,表明菌株生 长情况、产酶情况以及酶活力稳定,无退化现象。
[0038] 3.2、菌株!1/(:值测定
[0039] 菌株Sl透明圈产生清晰迅速,并且H/C值较大;经10次传代培养后,该菌株的 生长情况、产酶情况以及酶活力稳定,无退化现象,对这株菌的透明圈直径H与菌落直径C 进行测定以及数据分析。菌株Sl的平均菌落直径为0. 40±0. 10cm,最大菌落直径可到达 0. 50cm ;平均降解圈直径为1. 21 ±0. 03cm,最大降解圈直径能达到I. 24cm。菌株Sl的平均 H/C值为3. 00±0. 02,最大H/C值能达到3. 02。
[0040] 表2 Sl菌株降解效果
[0042] 4、基因组DNA的提取
[0043] 将上述筛选得到的菌株Sl基因组DNA采用热破壁法提取。取ImL接种于LB液体 培养基37°C 180r/min振荡培养24h的菌悬液,打入I. 5mL离心管中,5000r/min离心5min, 弃上清,加入ImL ddH20,吸打均勾,使菌体悬浮,5000r/min离心5min,弃上清,加入200 yL ddH20,吸打均勾,使菌体悬浮;于沸水浴中8~lOmin,10000r/min离心10min。吸取上清 液,转移至另一支I. 5mL离心管中,取5 μ L点样,以λ EcoTH为Marker,1 %琼脂糖凝胶电 泳检测,其余_20 °C保存。
[0044] 5、16S rDNA 的 PCR 扩增
[0045] 采用16S rDNA通用引物,以所提取的菌株基因组DNA为模板,按照如下反应体系 和扩增条件进行扩增。引物序列反应体系及扩增条件分别如表3、表4所示。PCR产物用 1 %的琼脂糖电泳检测。
[0046] 表3 16S rDNAPCR扩增的引物序列
[0048] 表4 16S rDNA的PCR扩增的反应体系和反应程序
[0051] 5. IPCR产物的回收纯化
[0052] 将含有目标条带的PCR产物全部点样(80 μ L/孔,共两孔),1. 5%的琼脂糖凝胶电 泳,电泳条带用天根琼脂糖凝胶DNA回收试剂盒回收,具体步骤如下:
[0053] (1)柱平衡步骤:向吸附柱CA# (放入收集管中)加入500 μ L平衡液BL,12000r/ min,离心lmin,倒掉收集管中的废液,将吸附柱重新放回收集管中。
[0054] (2)将单一的目的DNA条带从琼脂糖凝胶中切下(尽量切除多余部分)放入干净 的离心管中,称取重量。公式:(装胶后的重量-装胶前离心管的重量)XlOOO ="1000倍 体积" yL。
[0055] (3)向胶块中加入" 1000倍体积"溶胶液PN,50°C水浴放置lOmin,其间不断温和 地上下翻转离心管,以确保胶块充分溶解,冷却,将胶溶液温度降至室温再上柱,上柱后停 留2~5min。
[0056] (4)将上一步所得溶液加入一个吸附柱CA2*,将吸附柱放入收集管中,13000r/ min离心lmin,倒掉收集管中的废液,将吸附柱重新放入收集管中。
[0057] (5)向吸附柱中加入600 μ L漂洗液PW(使用前请先检查是否已加入无水乙醇), 停留2min,13000r/min离心lmin,倒掉废液,将吸附柱重新放入收集管中。
[0058] (6)向吸附柱中加入500 μ L漂洗液PW,13000r/min离心30秒,倒掉废液。将离心 吸附柱入收集管中,13000r/min离心2min,尽量除去漂洗液。将吸附柱置于50°C烘 箱中烘数分钟,彻底地晾干,以防止残留的漂洗液影响下一步的实验(影响回收效率和DNA 质量)。
[0059] (7)将吸附柱放到一个干净的离心管中(剪掉帽),向吸附膜中间位置悬空滴加 30 μ L洗脱缓冲液EB,室温放置2min,13000r/min离心Imin收集DNA溶液。
[0060] (8)为了提高DNA的回收量,可将离心得到的溶液重新加回离心吸附柱中, 13000r/min离心Imin收集DNA溶液,重复3次洗脱。
[0061] (9)将DNA溶液放置于有盖的离心管中(最后一次洗脱时),保存于-20°c,以防 DNA降解。取少量回收后的DNA溶液用1 %的琼脂糖电泳验证其纯度及含量。
[0062] 5. 2目的片段与克隆载体的连接
[0063] 将上一步PCR回收纯化得到的DNA片断与pMD18-T载体混合均匀,4°C反应过夜。 连接体系如下:
[0065] 将连接后的载体转入E. coli DH5a感受态细胞中,摇培后,涂板,挑取白色菌落接 种于含有Amp的LB培养基中37°C、180r/min摇床培养10~12小时。
[0066] 5. 3阳性克隆子检测
[0067] 以所得菌液为模板进行PCR扩增,引物序列(参见pMDIS-T Vector说明书)、反应 体系及扩增条件分别如表5和表6所示,产物用1 %的琼脂糖电泳检测。
[0068] 表5重组子PCR检测所使用的引物序列
[0070] 表6重组子PCR检测的反应体系和反应程序
[0071]
[0072] 5· 416SrDNA 序列分析
[0073] 将得到的阳性克隆送往上海生工(Sangon Biotech)生物工程股份有限公司进 行测序,用BioEdit 7. 09软件分析测序结果,截除引物序列,将获得的序列结果提交到 GenBank数据库获得登录号,通过BLASTn程序(http://www. ncbi. nlm. nih. gov/)进行在线 分析,下载相似性大于90%的模式菌株的序列,并用Clustal X软件进行多重序列比对,然 后采用软件MEGA 5. 03中的Neighbor-Joining构建系统发育树,确定菌株的种属关系。
[0074] 6、菌株16S rDNA序列鉴定结果
[0075] 6. I、1防 rDNA 序列 PCR 扩增
[0076] 16S rDNA序列PCR扩增产物以1 %琼脂糖凝胶电泳检查,结果如图2所示。菌株 Sl的16S rDNA基因片段长度约为1500bp。
[0077] 6. 2、PCR 产物回收
[0078] 对6. 1中的16S rDNA序列PCR扩增产物以1. 5 %琼脂糖凝胶进行电泳,电泳条带 以DNA胶回收试剂盒回收。PCR产物回收电泳图谱如图3所示,根据条带亮度可知,本实验 已成功回收到足量的纯化PCR产物,可用于后续试验进行。
[0079] 6. 3、阳性克隆子筛选
[0080] 将纯化后的16S rDNA PCR扩增产物与T载体连接,转化至大肠杆菌感受态细胞, 以所得菌体为模板进行PCR扩增,结果如图4所示,已获得具有重组质粒的阳性克隆子。
[0081] 6. 4、16S rDNA核苷酸序列测定
[0082] 各菌株的16S rDNA核苷酸序列测定结果见序列表1,各菌株的系统发育树如图5 所示。结合形态学及生理生化鉴定结果,确定各菌株的种属,结果见表7。
[0083] 表7菌株的种属
[0085] 7、菌株的最佳培养条件
[0086] 以pH、温度、氮源、培养时间、转速五个试验因素,按正交表L18 (35)设计正交试验, 以确定木质素降解菌的最佳培养条件如表8所示。
[0087] 表8正交试验试验因素与水平
[0089] 菌株Sl正交试验结果,见表9。
[0090] 表9菌株Sl正交试验结果
[0091]
[0092] 通过形态学鉴定、生理生化鉴定和16S rDNA分子鉴定,确定上述筛选的菌株为霍 氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei) Sl 〇
[0093] 通过正交实验表所得结果得出木质素降解菌株Ml生长的最佳培养条件为pH = 6. 5,温度30°C,氮源为酒石酸铵,时间为6d,转速为180r/min。
【具体实施方式】 [0094] 二:本实施方式的一株木质纤维素类物质高效降解
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