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近年来,利用生物传感器对诱变菌株进行高通量筛选成为了获得高产菌株的一种有效方式。论文以钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)SYPA5-5为基础,构建了生物传感器ARG-ON(ARG-sacB和ARG-gfp)。通过对含有该生物传感器的钝齿棒杆菌菌株进行诱变,然后利用该生物传感器对诱变菌株进行高通量筛选,最终获得了精氨酸高产诱变菌株,提高了菌株的精氨酸产量。主要研究结果如下:(1)分别以sacB和gfp基因为报告基因,构建了生物传感器ARG-ON(ARG-sacB和ARG-gfp)。将启动子PargC分别与基因sacB和gfp进行串联,然后连接到载体pDXW-10中,构建出重组质粒PC-sacB-10和PC-gfp-10。随后将argR基因连接到重组质粒中,从而构建出生物传感器ARG-ON(ARG-sacB和ARG-gfp)。(2)验证在生物传感器ARG-ON(ARG-sacB和ARG-gfp)中,菌株的荧光强度和细胞生长状况与精氨酸产量之间的关系。分别在培养基中加入0,20,40,60,80,100 mmol·L-1的精氨酸,然后对含有生物传感器ARG-sacB和ARG-gfp的钝齿棒杆菌菌株进行培养。观察发现,随着精氨酸浓度的提高,菌株的生长状况越来越好,荧光强度越来越弱。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)发现,随着精氨酸浓度的提高,报告基因的转录水平逐渐下降。随后分别对含有生物传感器ARG-sacB和ARG-gfp的钝齿棒杆菌进行诱变,并利用含10%蔗糖的筛选平板和流式细胞仪进行分选。分别挑选出不同菌落大小和不同荧光强度的菌株,并测定它们的精氨酸产量。研究发现,对于生物传感器ARG-sacB,菌落较小的突变菌株其精氨酸产量较低,菌落较大的突变菌株其精氨酸产量较高。对于生物传感器ARG-gfp,荧光强度较低的突变菌株其精氨酸产量较高,荧光强度较高的突变菌株其精氨酸产量较低。(3)利用以sacB为报告基因的生物传感器ARG-sacB高通量筛选获得精氨酸高产菌株。分别对钝齿棒杆菌SYPA5-5和代谢改造钝齿棒杆菌Cc4进行诱变,且这两种菌株中均含有生物传感器ARG-sacB。将诱变后的菌液涂布于蔗糖筛选平板,然后挑取菌落较大的诱变菌株培养于24孔板中。对于钝齿棒杆菌SYPA5-5,共有375株菌落较大的诱变菌株生长于筛选平板中,随后将该375株诱变菌株培养于24孔板内,得到了14株精氨酸产量提高了20%以上的诱变菌株。最终通过对该14株诱变菌株进行摇瓶复筛,得到了精氨酸高产突变菌株GArg5,其5 L发酵罐产量达到了64.5 g·L-1,相比原始菌株产量提高了43.0%。对于代谢改造钝齿棒杆菌Cc4,共有189株菌落较大的诱变菌株生长于筛选平板中,而后通过孔板筛选,最终得到了11株精氨酸产量提高了20%以上的诱变菌株。通过对该11株诱变菌株进行摇瓶复筛,得到了精氨酸高产突变菌株SArg55,其5 L发酵罐产量达到了81.3 g·L-1,相比原始菌株产量提高了18.3%。