蓝杆藻113菌株（Cyanothece sp.113）胞外多糖的研究

摘要

蓝杆藻113(Cyanothece sp.113)是一株海洋蓝细菌，含叶绿素a，单细胞，产氧，固氮，光能自养，能产生大量胞外多糖(EPS)。为探讨其胞外多糖合成、分泌机理及生理功能，开发其实际应用，我们进行了该蓝杆藻培养基和培养条件的优化：胞外多糖分离纯化、结构分析和蓝杆藻113分子系统学研究工作。 本研究主要内容和结果包括： (1)最适培养条件研究：该菌株高产胞外多糖的最适培养条件是在培养海洋微藻的F／2改良培养基中添加70.0g／L的NaCl、0.9g／L的MgSO<,4>,去除NaH<,2>PO<,4>；培养温度29℃，连续光照4300Lux和培养液连续通气。在上述最优化条件下批培养，经12天培养该菌胞外多糖产量达到18.4g／L。这是已报道蓝杆藻菌株中，批培养胞外多糖产量的最高纪录。 (2)最佳发酵通气量研究：在5L玻璃发酵罐中比较分析了不同通气量对细胞生长和胞外多糖产率的影响，结果发现，有利该菌株胞外多糖产生的最佳通气量是7.0 L／min，在29℃条件下，罐体表面光照强度4000Lux时，连续发酵11天，胞外多糖产量可达22.34g／L，这也是海洋蓝细菌胞外多糖迄今为止报道的最高产量。 (3)多糖纯化和分析：培养液经100℃加热15分钟， 冷却后离心去除细胞和其他不溶物，上清液用冷冻乙醇沉淀，经干燥得粗多糖，然后分别用胰蛋白酶、Sevag试剂处理去除蛋白，H<,2>O<,2>脱色后进行透析，以去除粗多糖中的蛋白质、色素和其它小分子杂质，多糖溶液经冷冻干燥后得纯化的多糖。紫外扫描检测在260nm和280nm处多糖溶液无明显的吸收峰：分子筛Sephadex G-100柱层析洗脱峰为单峰，并且峰形为狭窄对称，显示此多糖仅含有一种分子量的组分，为均一多糖。 (4)多糖结构分析：经高压液相色谱分析(HPLC)、红外光谱分析(IR)，核磁共振氢谱(<'1>H-NMR)、核磁共振碳谱(<'13>C-NMR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析，结果表明该多糖仅由一种单糖组成，结构为线型的α-D(1→6)葡聚糖。 (5)分子系统学分析：利用PCR技术扩增113菌株的16SrDNA片段，连接pGEM-T Easy克隆载体后转化E.coli DH5<,α>，蓝白斑筛选插入片段阳性克隆，经特异引物PCR鉴定后进行重组质粒DNA序列测定，测序结果进行同源比较分析并应用邻接法构建系统发生树，结果表明该菌株属于蓝杆藻属(Cyanothece)。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章蓝杆藻113产胞外多糖培养基和培养条件的优化

第三章利用5升玻璃发酵罐进行蓝杆藻113菌株产胞外多糖的发酵试验

第四章蓝杆藻113菌株胞外多糖的分离纯化和化学结构测定

第五章蓝杆藻113菌株系统发育学的初步鉴定

本论文的创新点

攻读博士期间完成的论文

致谢