产壳聚糖酶海洋微生物菌株的筛选鉴定、发酵产酶条件和酶解产物性能研究

摘要

海洋微生物由于具有物种、基因组成和生态功能的多样性，成为酶制剂开发的新来源。海洋环境中甲壳质的含量非常丰富，为寻找产壳聚糖酶的新菌株和新型壳聚糖酶提供可能。
　　 本文采用富集培养和透明圈法，对海洋生物与海洋养殖环境样品中产壳聚糖酶的野生菌株进行筛选，获得1株高产壳聚糖酶的微生物菌株XW-1002，经常规形态、生理生化反应和分子生物学鉴定，属于节杆菌属(Arthrobacter sp)。通过对Arthrobacter sp。XW-1002发酵条件的研究，确定了最佳产酶发酵条件为：壳聚糖底物浓度为3％、发酵温度30℃、250ml三角瓶装量为50-100ml、接种量为3%。在上述培养条件下，24h时摇瓶中发酵液的最高酶活力为0.414U/ml。菌株Arthrobacter sp.XW-1002产生的是诱导型胞外酶。
　　 采用端基法测定了菌株Arthrobacter sp.XW-1002酶解产物-壳寡糖的平均聚合度和分子量，采用分光光度法测定壳寡糖的抑菌活性，利用种子水培法测定壳寡糖的促水稻生长情况。结果表明酶解10、20、30分钟的壳寡糖平均聚合度分别为5.4、2.66和1.7，平均分子量为870.16、446.25和292.04；壳寡糖对多种细菌和酵母类真菌有明显的抑制作用，但对水稻纹枯病菌的抑制作用不明显，抑菌效果随着壳寡糖作用浓度的增加而增强；低浓度的酶解产物对水稻幼苗的生长有促进作用，高浓度的酶解产物对水稻幼苗生长有抑制作用。
　　 为提高野生型产壳聚糖酶菌株Arthrobacter sp.XW-1002的产酶活力，本文采用化学诱变剂硫酸二乙酯(DES)和紫外照射两种方法对其进行诱变处理，得到2株突变株，分别命名为YY-1和UV-1。结果表明：DES对菌株Arthrobacter sp.XW-1002的最适诱变剂量为2%，最适诱变时间为50min，突变菌株YY-1的壳聚糖酶活力稳定在2.50U/ml左右，较诱变前菌株提高了1.7倍；紫外突变菌株UV-1酶活为2.50U/ml，比野生型菌株酶活提高了1.39倍，菌株生长周期从8天缩短至7天。