一种赤霉菌及发酵生产赤霉素GA<sub>4+7</sub>的方法
技术领域：
本发明属于发酵工程领域，主要涉及的是对本实验室筛选到的一株产赤霉素ga4+7的赤霉菌发酵培养基进行优化同时对发酵过程进行控制以提高ga4+7效价的方法。
背景技术：
我国是拥有几千年历史的农耕大国，在传统的种植业中粮食的产量在很大程度上取决于当地的日照、温度、湿度等气候条件。利用现代科学技术，突破环境地域的限制，是解决粮食危机的主要手段。研究发现，植物细胞在接受温度光照等环境信号时，会产生低浓度
可调节植物生理反应的活性物质，影响细胞的分裂、伸长、分化，这些活性物质被称为植物激素。赤霉素是六大植物激素之一，目前已发现上百种赤霉素同系物，GA4+7和6^最具使用价值和商业价值。GA3因为活性过高，副作用很大，GA4+7以其独特的优势成为了目前农业领域研究的热点。它在植物体内的含量非常低，工业中主要是通过赤霉菌发酵生产，作为一种新型高效的植物生长激素，主要具有如下特点①破坏休眠。植物在开花前都需要经过低温和长日照，以促进GA4+7的合成，打破植物的休眠，外源性的添加GA4+7可以使植物种子提前发芽。②增加座果，植物的开花期用GA4+7喷洒后可以防止空洞果，增加座果率，能防止在使用其它的生长激素过程中所带来的营养的浪费。③刺激细胞分裂扩大，GA4+7可以抑制细胞壁过氧化物酶的活性，增加壁的柔韧性，而具有更好伸展性，生长加快，能使细胞周期缩短30%左右。④诱导单性结实，如在诸如葡萄、草莓、杏、梨、番茄等果实的生长前期，用一定浓度的GA4+7喷洒，可生长得到无籽果实。GA4+7是不能人工合成的植物激素，其工业化生产主要是利用赤霉菌发酵生产。赤霉菌发酵会产生不同种类的赤霉素，其中以GA3为主，对以产GA4+7为主的菌种报道极少。GA4+7作为赤霉菌的次级代谢产物，培养条件与营养组分对其产量影响很大。不同的碳源、氮源、PH及温度均会对其产生影响，再加上赤霉菌是强好氧菌，对氧气的需求量非常高，不同的发酵条件会产生不同种类赤霉素，对后期分离提取提出了很高的要求。这严重制约着GA4+7的产量，针对这些问题，若能利用GA4+7产生菌建立一套优化的发酵方法，增加GA4+7效价，将具有巨大的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种赤霉菌；本发明的另一目的提供一种利用上述赤霉菌发酵生产赤霉素ga4+7的方法，在于通过发酵培养基的优化及发酵条件的控制提高GA4+7产量。本发明的技术方案为一种赤霉菌，菌种保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏中心登记入册编号是CGMCCNo. 5588，分类命名赤霉菌，菌种的拉丁学名 Gibberella fujikuroi，参据的微生物株 NJYHWG32261，保藏日期是 2011. 12. 14。本发明还提供了一种利用上述赤霉菌发酵生产GA4+7的方法，其具体步骤为为(I)平板培养将赤霉菌NJYHWG32261菌种接到PDA培养基上，在pH6. 0 7. 0，温度为26 32°C，培养2 4天，得到活化的赤霉菌菌落；其中PDA培养基的组成为(g/L) : 土豆汁150 250、葡萄糖10 30、琼脂15 20 ;(2)种子培养从PDA培养基上挑1-2个活化的赤霉菌菌落到装种子培养基的摇瓶中，在pH6. 0 7. 0，温度为26 32°C，摇床转速为160 200rpm，培养2 4天，得到种子液；其中种子培养基的装液量为摇瓶体积的10 20% ;种子培养基为(g/L):葡萄糖30 50、NH4NO3I 2、MgSO4 7H20 0. 8 I. 2、KH2PO4 3H20 0. 5 I. 0 ;(3)发酵培养将种子液按发酵培养基体积的5% 10%比例接种于装发酵培养基的摇瓶中，控制pH6. 0 7. 0，温度为26 32°C，摇床转速为160 200rpm，在发酵过程的前期增大发酵液的通气量，发酵中后期补加植物油和特征前体，培养6 8天，得到发酵液；其中发酵培养基的装液量为摇瓶体积的10 20% ;发酵培养基为(g/L) :30 50的速
效碳源与10 30的迟缓碳源、0. 5 I. 0的氮源、MgSO4 *7H200. 8 I. 2,KH2PO4 *3H200. 5 I. O、NaCl 3 5;优选步骤(3)所述的速效碳源为葡萄糖、蔗糖、饴糖或乳糖；迟缓碳源为糊精或淀粉水解液；氮源为(NH4)2S04、NH4N03、NaNO3、花生饼粉、黄豆饼粉或玉米浆。优选步骤(3)中发酵24 28h把摇床转速提高到220 230rpm以提高发酵液的通气量；在发酵72 120h补加植物油，植物油的加入质量与发酵培养基装液量体积比为0. I 0. 3g/L ;特征前体的加入质量与发酵培养基装液量体积比为0. 2 0. 4g/L ;所述的植物油为豆油或芝麻油；所述的特征前体为氨基乙酸或甲羟戊酸。CGMCC No. 5588菌株具有下述性质I、形态与培养特征在PDA培养基上培养，菌落圆形，菌丝为白色，稠密的细绒毛状，生长旺盛，后期中央菌丝由白色转为黑灰色。有性世代产生子囊孢子，子囊壳呈椭球状，黑色，大小为lols.sxio^Heym。无性世代产生分生孢子，白色，孢子镰刀型，有隔膜。赤霉菌菌丝生长和子囊孢子萌发都要合适条件最适温度28°C，相对湿度70%，喜偏酸性近中性，PH6.(T7.0,最适 PH6. 8。2、生理生化特性赤霉菌CGMCC No. 5588菌株的主要生理生化特征见表I :表I菌株的生理生化特征
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权利要求
1.一种赤霉菌，菌种保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏中心登记入册编号是CGMCC No. 5588，分类命名赤霉菌，菌种的拉丁学名Gibberellafujikuroi，参据的微生物株NJYHWG32261，保藏日期是2011. 12. 14。
2.一种利用如权利要求I所述赤霉菌发酵生产赤霉素GA4+7的方法，其具体步骤为 (1)平板培养将赤霉菌NJYHWG32261菌种接到PDA培养基上，在pH6.0 7. 0，温度为26 32°C，培养2 4天，得到活化的赤霉菌菌落；其中PDA培养基的组成为(g/L):土豆汁150 250、葡萄糖10 30、琼脂15 20 ; (2)种子培养从PDA培养基上挑1-2个活化的赤霉菌菌落到装种子培养基的摇瓶中，在pH6. 0 7. 0，温度为26 32°C，摇床转速为160 200rpm，培养2 4天，得到种子液；其中种子培养基的装液量为摇瓶体积的10 20% ;种子培养基为(g/L):葡萄糖30 50、NH4NO3I 2、MgSO4 7H20 0. 8 I. 2、KH2PO4 3H20 0. 5 I. 0 ; (3)发酵培养将种子液按发酵培养基体积的5% 10%比例接种于装发酵培养基的摇瓶中，控制pH6. 0 7. 0，温度为26 32°C，摇床转速为160 200rpm，在发酵过程的前期增大发酵液的通气量，发酵中后期补加植物油和特征前体，培养6 8天，得到发酵液；其中发酵培养基的装液量为摇瓶体积的10 20% ;发酵培养基为(g/L) :30 50的速效碳源与 10 30 的迟缓碳源、0. 5 I. 0 的氮源、MgSO4 7H200. 8 I. 2、KH2PO4 3H200. 5 I.O、NaCl 3 5。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(3)所述的速效碳源为葡萄糖、蔗糖、饴糖或乳糖；迟缓碳源为糊精或淀粉水解液；氮源为(NH4)2S04、NH4N03、NaN03、花生饼粉、黄豆饼粉或玉米浆。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(3)中发酵24 28h把摇床转速提高到220 230rpm以提高发酵液的通气量；在发酵72 120h补加植物油，植物油的加入质量与发酵培养基装液量体积比为0. I 0. 3g/L ;特征前体的加入质量与发酵培养基装液量体积比为0. 2 0. 4g/L ;其中所述的植物油为豆油或芝麻油；所述的特征前体为氨基乙酸或甲羟戊酸。
全文摘要
本发明公开了一种赤霉菌及利用该菌株发酵生产赤霉素GA4+7的方法，属于发酵工程领域。该方法包括平板培养，种子培养，发酵培养以及在发酵培养过程中的条件控制，在发酵培养基中添加混合碳源，在特定的发酵时间补加植物油、添加特征性前体及增加氧通量，而达到提高GA4+7效价的目的。本菌株发酵获得的GA4+7效价高，成本低，操作简便，有利于工业化生产。
文档编号C12N1/14GK102978122SQ201210470269
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者胡永红, 李佼佼, 杨文革, 钱永根, 唐容容 申请人:南京工业大学
文档序号 :
【 534238 】
技术研发人员：胡永红,李佼佼,杨文革,钱永根,唐容容
技术所有人：南京工业大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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