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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410691651.X(22)申请日 2014.11.25CCTCC NO:M2014555 2014.11.06C12P 1/06(2006.01)C12R 1/465(2006.01)(71)申请人辽宁大学地址 110000 辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街58号(72)发明人郑方亮 朱春玉 潘思明 郑甜甜佘晓双 刘宏生(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司 21207代理人金春华(54) 发明名称抗生素产生菌Lnu-13的发酵条件(57) 摘要本发明涉及一种抗生素产生菌Lnu-13的发酵条件。本发明针对抗生素产生菌Ln。
2、u-13的发酵条件进行了研究,比较在不同的营养条件和培养条件下,菌株Lnu-13抗生素的产生情况。确定最佳发酵培养基配方为:玉米粉3.0、花生饼粉2.0、MgSO40.03、NaCl0.01,CaCO30.2。最佳发酵条件为:发酵培养基的初始pH7.0,培养温度28,摇床速度180r/min,培养时间为5天。本发明的Lnu-13菌株,对多种植物病原菌和金黄葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等革兰氏阳性细菌有较强的抗性,具有很好的开发应用前景。(83)生物保藏信息(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书6页序列表1页。
3、 附图4页(10)申请公布号 CN 104404085 A(43)申请公布日 2015.03.11CN 104404085 A1/1页21.抗生素产生菌Lnu-13的发酵培养基,其特征在于:发酵培养基的碳源为玉米粉,氮源为花生饼粉。2.如权利要求1所述的抗生素产生菌Lnu-13的发酵培养基,其特征在于:所述的发酵培养基的组成如下:按重量百分比,玉米粉2.0-4.0,花生饼粉1.0-3.0,MgSO40.01-0.03,NaCl 0.01-0.03,CaCO30.1-0.3,余量为水。3.如权利要求2所述的抗生素产生菌Lnu-13的发酵培养基,其特征在于:所述的发酵培养基的组成如下:按重量百分比。
4、,玉米粉3.0,花生饼粉2.0,MgSO40.03,NaCl0.01,CaCO30.2,余量为水。4.如权利要求1、2或3所述的抗生素产生菌Lnu-13的发酵培养基,其特征在于:所述的抗生素产生菌Lnu-13为链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13),在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号为CCTCC NO:M2014555。5.抗生素产生菌Lnu-13的发酵条件,其特征在于:将抗生素产生菌Lnu-13用种子培养基活化,活化后的菌株制备成菌悬液,置于权利要求3所述的发酵培养基中,调节初始pH7.0,培养温度30,装液量60ml/250ml,三角瓶摇床速度180rpm/。
5、min,发酵5天。6.如权利要求5所述的抗生素产生菌Lnu-13的发酵条件,其特征在于:所述的种子培养基配方:可溶性淀粉20g,KNO31g,NaCl 0.5g,K2HPO40.5g,蒸馏水1000ml,pH7.3。7.如权利要求5或6所述的抗生素产生菌Lnu-13的发酵条件,其特征在于:所述的抗生素产生菌Lnu-13为链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13),在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号为CCTCC NO:M2014555。权 利 要 求 书CN 104404085 A1/6页3抗生素产生菌 Lnu-13 的发酵条件 技术领域0001 本发明属于微生物发酵。
6、技术领域。具体地涉及抗生素产生菌Lnu-13的最佳发酵培养基及发酵条件。0002 本发明所称的抗生素产生菌Lnu-13,命名为链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13),已于2014年11月6日,在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏单位地址,中国,武汉大学,保藏编号为CCTCC NO:M2014555。背景技术0003 放线菌与人类的生产和生活关系极为密切,广泛应用的抗生素约70是各种放线菌所产生。一些种类的放线菌还能产生各种酶制剂、维生素和有机酸等。此外,放线菌还可用于甾体转化、烃类发酵、石油脱蜡和污水处理等方面。因此,开发新的抗生素生产菌种在医药工业及农业生物防治上有。
7、重要意义。发明内容0004 抗生素是微生物的次级代谢产物,其生产水平不仅取决于菌种本身的性能,而且还受营养条件、pH值大小、温度高低、甚至发酵时间等多种因素的影响和调控,这些因素相互作用又相互制约。0005 本发明的目的是提供一种新的抗生素生产菌种,本发明所述的抗生素产生菌,命名为链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13),已于2014年11月6日,在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号为CCTCC NO:M2014555。0006 本发明的另一目的是提供优化的抗生素产生菌Lnu-13的发酵条件,为Lnu-13的工业化生产和应用提供理论基础。0007 本发明的链霉菌Ln。
8、u-13(Streptomyces sp.lnu-13),是从辽宁省仙人洞国家自然保护区土壤中分离得到。将土壤样品用无菌水稀释105浓度,利用高氏一号培养基,采用常规的平板划线分离法进行分离培养,挑取放线菌单菌落,编号备用,筛选而得。0008 1、链霉菌Lnu-13的显微形态特征0009 图1为Lnu-13在光学显微镜100X下的孢子丝和气生菌丝形态,形态特征:基内菌丝无横膜,不断裂;气生菌丝多分枝,孢子丝大部分为直、波曲状、钩形、小螺旋和松散的螺旋状(一般12圈),孢子呈圆形、椭圆形和梭形;图2为Lnu-13在高氏一号培养基上培养特征0010 (正面),图中显示Lnu-13在高氏一号培养基上。
9、生长良好,表面形状为棉絮状;图3为Lnu-13在高氏一号培养基上培养特征(反面),图中显示菌落与培养基着生紧密,有黄色色素生成,均符合链霉菌属的特征。0011 2、Lnu-13生理生化特性:0012 纤维素水解实验、明胶液化实验、硫化氢实验、牛奶凝固与胨化实验均呈阳性;淀粉水解实验、MR实验、VP实验、色氨酸分解实验、柠檬酸盐实验、卵磷脂酶、硝酸盐还原实验说 明 书CN 104404085 A2/6页4均呈阴性;可利用葡萄糖、果糖、木糖、乳糖、淀粉、蔗糖、半乳糖、纤维二糖作为碳源生长,在含有葡萄糖、半乳糖和蔗糖的培养基上生长旺盛,对淀粉和纤维二糖的利用能力较差。0013 3、链霉菌Lnu-13。
10、的16S rDNA序列分析方法:0014 (1)链霉菌Lnu-13的DNA提取采用反复冻融法,以此为模板进行PCR扩增。0015 (2)PCR引物:正向引物BSF8/27:5-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-30016 反向引物BSR1541/1522:5-AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-30017 (3)PCR引物由上海生物工程有限公司合成。0018 0019 (5)PCR扩增条件:945min;9430s,5730s,721.5min;30个循环;725min。0020 本发明链霉菌Lnu-13菌株,PCR产物测序由上海生物工程有限公司完成,测得的序列如SCQ ID N。
11、O.1所示,将所测得的16S rDNA序列用BLAST搜索工具从GeneBank中调出与其相关的16S rDNA序列,然后用CLASTAL X软件进行多序列比对,并采用MEGA4.1软件中的邻位相接法(Neighbor-Joining)进行系统进化树的构建与同源性比较,所构建的系统进化树见图4。结果与已报道的蓝色链霉菌(Streptomyces cyaneus)同源性达到99,结合生理生化反应特性,鉴定抗生素产生菌Lnu-13为蓝色链霉菌属。0021 抗生素产生菌Lnu-13的发酵培养基,发酵培养基的碳源为玉米粉,氮源为花生饼粉。 优选的,发酵培养基的组成如下:按重量百分比,玉米粉3.0,花生。
12、饼粉2.0,MgSO40.03,NaCl 0.01,CaCO30.2,余量为水。发酵的最佳培养时间是5天,发酵培养基的初始pH为7.0,装液量是60ml/250ml三角瓶,培养温度是30,摇床速度180r/min。0022 本发明的有益效果是:本发明通过确定了生物防治菌Lnu-13的最佳发酵条件,为Lnu-13的工业化生产和应用提供理论基础,采用本发明所述的发酵条件,Lnu-13发酵液对金黄色葡萄球菌的抑菌作用明显高于原始发酵培养基,抑菌圈直径达到2.66cm,通过发酵培养基的优化将Lnu-13抗生素的产生能力提高了16.5。附图说明0023 本发明所称的抗生素产生菌,命名为链霉菌Lnu-13。
13、(Streptomyces sp.lnu-13),已于2014年11月6日,在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号为CCTCC NO:M 2014555。0024 图1为Lnu-13的孢子丝和气生菌丝形态(光学显微镜100X)。说 明 书CN 104404085 A3/6页50025 图2为Lnu-13在高氏一号培养基上培养特征(正面)。0026 图3为Lnu-13在高氏一号培养基上培养特征(反面)。0027 图4为Lnu-13菌株的系统发育进化树。0028 图5为不同碳源对抗生素生成的影响。0029 图6为不同氮源对抗生素生成的影响。0030 图7为不同pH对抗生素生成的影响。具体实施方式0。
14、031 菌株:链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13),于2014年11月6日,在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号为CCTCC NO:M2014555。0032 供试菌:金黄葡萄球菌(Staphylococcus aureus),购自武汉大学菌种保藏中心0033 实施例1碳源对链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13)发酵培养基的影响0034 1)将链霉菌Lnu-13于种子培养基中培养;种子培养基:可溶性淀粉20g,KNO31g,NaCl0.5g,KH2PO40.5g,MgSO40.1g,FeSO40.01g,琼脂20g,水1000ml,p。
15、H 7.27.4。0035 2)发酵培养基:碳源3.0,KNO31.5,CaCO30.2,NaCl 0.02,MgSO40.01,余量为水,pH7.27.4,121湿热灭菌20min。0036 3)发酵:分别用玉米粉、淀粉、甘油、葡萄糖、蔗糖作为发酵培养基的碳源,以不加任何碳源作为空白对照,每一种配制三份培养液作为重复。121湿热灭菌20min。分别往不同的发酵培养基中接入活化的链霉菌Lnu-13的菌悬液100ul,180r/min 30恒温摇床培养5d,8000r/min离心10min,取上清液,得不同的发酵液。0037 4)杯碟法进行拮抗实验0038 将4ml无菌水加入到金黄色葡萄球菌斜面。
16、中,用接种环刮下病原菌,制成菌悬液,备用。配制牛肉膏蛋白胨养基:牛肉膏3.0g,蛋白胨10.0g,NaCl 5.0g,琼脂15-25g,水1000ml,pH 7.4-7.6。灭菌,当培养基冷却到不烫手时,加入金黄色葡萄球菌悬液,轻轻摇匀,倒平板,待平板冷却,牛津杯摆在平板上,将制得的不同的发酵液用移液枪加到牛津杯中,每个200ul,37培养20h,测量抑菌圈直径,结果如图5。图5中抑菌圈直径的测量结果见表10039 表1不同碳源对抗生素生成的影响0040 说 明 书CN 104404085 A4/6页60041 抗生素产生菌Lnu-13能利用多种碳源有效的合成抗生素,玉米粉发酵液形成的抑菌圈直。
17、径为2.40cm,效果最佳。与其它碳源存在显著性差异,而且玉米粉价格比较低廉,所以无论是从发酵效果还是经济性方面考虑,玉米粉都是最优碳源,适于工业上大规模生产。0042 实施例2氮源对链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13)发酵培养基的影响0043 1)将链霉菌Lnu-13于种子培养基中培养:同实施例1。0044 2)发酵培养基:玉米粉3.0,氮源1.5,CaCO30.2,NaCl 0.02,MgSO40.01,余量为水,pH7.27.4,121湿热灭菌20min。0045 3)发酵:分别用蛋白胨、花生饼粉、酵母膏、豆饼粉、KNO3作为发酵培养基的氮源,以不加任何氮源。
18、作为空白对照,每一种配制三份培养液作为重复。12 1湿热灭菌20min。分 别往不同的发酵培养基中接入活化的链霉菌Lnu-13的菌悬液200ul,180r/min 30恒温摇床培养5d,8000r/min离心10min,取上清液,得不同的发酵液。0046 4)杯碟法进行拮抗实验0047 方法同实施例1,测量抑菌圈直径,结果如图6。图6中抑菌圈直径的测量结果见表20048 表2不同氮源对抗生素生成的影响0049 0050 由表2可见,以蛋白胨、酵母膏、花生饼粉、豆饼粉、KNO3作为氮源时,抗生素产生菌Lnu-13都可以利用其产生拮抗物质。其中以花生饼粉为氮源的发酵液形成的抑菌圈直径为2.61cm。
19、,效果较好。0051 实施例3初始pH对链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13)发酵培养基的影响0052 1)将链霉菌Lnu-13于种子培养基中培养:同实施例1。0053 2)发酵培养基:玉米粉3.0,花生饼粉1.5,CaCO30.2,NaCl 0.02,MgSO40.01,余量为水,初始pH 5.0-9.0(灭菌前),121湿热灭菌20min。0054 3)发酵:初始pH分别为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0,每一种配制三份培养液作为重复。121湿热灭菌20min。分别往不同的发酵培养基中接入活化的抗生素产生菌Lnu-13的菌悬液200ul,180r/min 。
20、30恒温摇床培养5d,8000r/min离心10min,取上清液,得不同的发酵液。0055 4)杯碟法进行拮抗实验说 明 书CN 104404085 A5/6页70056 方法同实施例1,测量抑菌圈直径,结果如图7。图7中抑菌圈直径的测量结果见表3。0057 表3不同初始pH对抗生素生成的影响0058 0059 由表3可见,当pH为7.0时,抑菌圈直径为2.54cm,发酵液的抑菌效果最好,结果表明菌株Lnu-13在接近中性产生的抗生素最多,过酸或过碱都会对抗生素的产量有负面影响。0060 实施例4四因素对链霉菌Lnu-13(Streptomyces sp.lnu-13)产素能力的影响0061 。
21、采用L9(34)正交表进行设计试验,对抗生素产生菌Lnu-13发酵培养基进行了优化研究。选取影响Lnu-13生长的4个营养因子,即碳源(玉米粉)、氮源(花生饼粉)、MgSO4、NaCl,正交实验因素和水平见表4,每一处理重复3次,250ml摇瓶中装液量为60ml,接种量为200l初始pH为7.0,摇床转速为180r/min,30恒温摇床培养5d后测量发酵液的抑菌效果,正交试验对培养基各组分优化的结果见表5。从结果可以看出,在供试的浓度变化范围内,各因素对Lnu-13产生抗生素的影响程度为,即碳源氮源NaClMgSO4,表明碳源和氮源是影响Lnu-13菌株摇瓶发酵产生抗生素的主要因素,从正交实验。
22、结果可以看出最佳的配比为A2B2C3D2,在正交试验设计中抑菌效果最佳配比为A2B2C3D1,但从K值来看,D因素影响较小,结合成本考虑,最佳配比为A2B2C3D1,培养基配方为:玉米粉3.0、花生饼粉2.0、MgSO40.03、NaCl 0.01,CaCO30.2,余量为水。0062 表4正交实验因素和水平0063 水平玉米粉/花生饼粉/MgSO4/NaCl/1 2.0 1.0 0.01 0.012 3.0 2.0 0.02 0.023 4.0 3.0 0.03 0.030064 表5正交试验对培养基各组分优化的结果分析0065 说 明 书CN 104404085 A6/6页80066 实施。
23、例5优化培养基配方与原始发酵培养基配方抑菌效果的比较0067 菌株Lnu-13在高氏一号斜面培养基上30培养,产生足量的孢子后制成孢子悬浮液,以200ul的量接种分别接种于250ml三角瓶内的60ml的原始发酵培养基(淀粉3.0,KNO31.5,CaCO30.2,NaCl 0.02,MgSO40.01,余量为水,)及优化后发酵培养基(玉米粉3.0、花生饼粉2.0、MgSO40.03、NaCl 0.01,CaCO30.2,余量为水)中,初始pH均为7.0,30,180r/min振荡培养5天。发酵液7000r/min离心20min,取上清液采用杯碟法测量发酵液的抑菌效果。方法同实例1。结果如下,原始发酵液抑菌圈直径为2.22cm.而优化后的发酵培养基的抑菌圈直径为2.66cm,通过发酵培养基的优化将Lnu-13抗生素的产生能力提高了16.5。说 明 书CN 104404085 A1/1页90001 序 列 表CN 104404085 A1/4页10图1图2说 明 书 附 图CN 104404085 A10。