一种高通量快速选育高核糖核酸酵母的方法 |
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申请号 | CN202310427005.1 | 申请日 | 2023-04-19 | 公开(公告)号 | CN117947015A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
申请人 | 安琪酵母股份有限公司; | 发明人 | 伍业旭; 肖明华; 胡悦; 张彦; 雷森林; 黄兴法; | ||||
摘要 | 本 发明 提供一种高通量快速选育高核糖核酸 酵母 的方法。本发明提供的高通量选育高核糖核酸酵母的方法包括如下步骤:(1)建立 微 生物 突变体库;(2)将步骤(1)得到的菌体复苏;(3)突变体库适应性进化;(4)进化文库高通量筛选得到高RNA的酵母。采用本发明提供的方法,可以高效地筛选得到高RNA酵母菌株,快速选育出优势菌株,筛选出的优势菌株RNA含量可以达到15%以上。 | ||||||
权利要求 | 1.一种高通量选育高核糖核酸酵母的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤: |
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说明书全文 | 一种高通量快速选育高核糖核酸酵母的方法技术领域背景技术[0002] 核糖核酸(即RNA,Ribonucleic Acid)是一种重要的生物大分子,其广泛运用于食品调味、营养保健、生物医药等领域。目前,RNA的工业化生产主要是从纯培养的假丝酵母、酿酒酵母或者啤酒酵母泥中提取。酿酒酵母不产生任何毒素,是食品安全级(GRAS)微生物,且生长传代速度较快,易培养,营养价值,是公认最理想的RNA来源。 [0003] 由于酿酒酵母RNA含量较低,平均在6%‑8%,导致由酿酒酵母衍生出的RNA、核苷酸等产品成本较高。为了降低生产成本,提高产品竞争力,需要进一步提高酵母菌株的RNA含量。 发明内容[0004] 现有技术中采用传统筛选方法,难以实现大规模高效筛选,而且操作繁琐。针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种高效快速选育高核酸酵母的方法。 [0005] 本发明提供一种高通量选育高核糖核酸酵母的方法,所述方法包括如下步骤: [0006] (1)建立微生物突变体库; [0007] (2)将步骤(1)得到的菌体复苏; [0008] (3)突变体库适应性进化; [0009] (4)进化文库高通量筛选得到高RNA的酵母。 [0010] 优选地,步骤(1)中,所述建立微生物突变体库采用化学诱变、物理诱变或者化学诱变和物理诱变的结合。 [0011] 优选地,化学诱变剂为甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、叠氮化钠中的一种或两种以上的组合; [0012] 优选地,化学诱变剂的作用浓度为1‑6%(w/v), [0013] 优选地,作用时间为0.5‑2h。 [0016] 优选地,常压室温等离子体功率为80‑120W,气流量为8‑15L/min,优选地,常压室温等离子体功率为100W,气流量10L/min; [0017] 优选地,紫外辐射功率为15w‑20w,照射距离为20‑30cm。 [0018] 优选地,步骤(2)中,将菌体在培养基中静置培养; [0019] 优选地,所述培养基为YPD培养基; [0020] 优选地,培养基pH 5.0‑6.0; [0021] 优选地,培养温度为28‑32℃; [0022] 优选地,培养时间为30‑60min。 [0023] 优选地,步骤(3)中,将步骤(2)得到的复苏的菌体在含有抑制物的进化培养基中培养,然后取培养液转接入新的进化培养基中进行培养,反复转接50‑150次; [0025] 优选地,转接后的培养基中抑制物浓度增高; [0026] 优选地,转接过程中,培养基中抑制物的浓度增高50‑1000mg/L; [0027] 优选地,培养20‑30h后进行转接,优选为24h; [0028] 优选地,培养温度为28‑33℃,150‑220rpm震荡培养; [0029] 优选地,抑制物浓度为50mg‑1000mg/L,优选地,抑制物浓度为50mg‑500mg/L; [0030] 优选地,抑制物初始浓度为50mg‑100mg/L。 [0032] 优选地,所述RNA荧光染料为 RNASelectTM、Hoechst 33258、Quant‑iTTMRNA Reagent或溴化乙锭中的一种或两种以上的组合,优选为RNASelect。 [0033] 优选地,所述方法还包括步骤(5)放大验证。 [0036] 优选地,所述发酵培养基的pH为5.0‑6.0, [0037] 优选地,发酵搅拌转速为300‑600rpm, [0038] 优选地,发酵通气量为3‑6L/min。 [0039] 采用本发明提供的方法,可以高效地筛选得到高RNA酵母菌株,快速选育出优势菌株,筛选出的优势菌株RNA含量可以达到15%以上,菌体湿重可以达到200g/L以上,实现了高RNA菌株的高密度发酵,这类菌株在实际生产过程中可以降低RNA、核苷酸等相关产品的生产成本。附图说明 [0040] 图1所示为适应性进化菌体OD600与RNA含量随抑制物浓度变化情况,其中,(a)所示为适应性进化菌体OD600变化情况,(b)所示为适应性进化RNA含量变化情况; [0041] 图2所示为酵母细胞内RNA含量与荧光强度关系,其中,(A)所示为酵母细胞内RNA含量与荧光强度关系,(B)所示为酵母细胞内RNA含量与荧光强度相关性分析; [0042] 图3所示为流式细胞分选结果,其中,(a)所示为出发菌株荧光强度和侧向散射强度关系,(b)所示为出发菌株荧光强度和细胞个数关系,(c)所示为诱变进化文库荧光强度和侧向散射强度关系,(d)所示为诱变进化文库荧光强度和细胞个数关系; [0043] 图4所示为优势菌株3L发酵罐放大验证结果,其中,(a)所示为实施例1、2、3得到的菌株和出发菌株酿酒酵母FX‑2菌株3L发酵罐生物量与RNA结果,(b)所示为实施例7、8、9得到的菌株和出发菌株酿酒酵母FX‑2菌株3L发酵罐生物量与RNA结果。 具体实施方式[0044] 本发明提供的高通量选育高核酸酵母的方法通过荧光值反映RNA含量,采用流式细胞分选技术,快速选育出RNA含量高的优势菌株。 [0045] 高通量筛选是相比于常规筛选更加高效的一种方法。本发明提供的高通量选育高核酸酵母的方法,在大规模筛选过程中,首先用RNA染料对酵母细胞进行染色,染色后的细胞在特定波长下发出荧光,荧光强度与RNA含量呈正相关,采用流式细胞仪对染色后的细胞进行荧光分析,可以快速筛选出荧光强度高(即为RNA含量高)的细胞。 [0046] 在本发明提供的具体实施方式中,通过包含下述步骤的方法筛选高核酸酵母: [0047] (1)建立微生物突变体库: [0048] 在本发明的一种具体实施方式中,通过诱变得到微生物突变体库; [0049] 在本发明的一种具体实施方式中,所述诱变是化学诱变、物理诱变或者化学诱变和物理诱变相结合。 [0050] 在本发明的一种具体实施方式中,化学诱变剂选自甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、叠氮化钠中的一种或两种以上的组合; [0051] 在本发明的一种具体实施方式中,化学诱变剂的作用浓度为1‑6%(w/v),作用时间为0.5‑2h。 [0052] 在本发明的一种具体实施方式中,物理诱变方法为紫外辐射、常压室温等离子体中的一种或两种以上的组合; [0053] 在本发明的一种具体实施方式中,物理诱变时间为30s‑90s。 [0054] (2)菌体复苏: [0055] 在本发明的一种具体实施方式中,将经过诱变的菌体放入培养基中静置培养,在本发明的一种优选实施方式中,所述培养基为YPD培养基,pH5.0‑6.0,在30℃静置培养30‑60min。 [0056] (3)突变体库适应性进化: [0057] 在本发明的一种具体实施方式中,经过复苏的菌体,转接入含有抑制物的进化培养基中震荡培养,培养20‑30h后进行转接,转入到新鲜的进化培养基中继续培养,反复转接。并在转接培养过程中,不断提高抑制物浓度。 [0058] 在本发明的一种具体实施方式中,进化培养基中的抑制物为6‑杂氮尿嘧啶、8‑氮鸟嘌呤、放线菌酮、6‑巯基嘌呤、二氨基嘌呤、5‑溴尿嘧啶、5‑氟尿嘧啶中的一种或两种以上的组合。 [0059] 在本发明的一种具体实施方式中,抑制物初始浓度为50mg‑100mg/L。 [0060] (4)进化文库高通量筛选: [0061] 在本发明的一种具体实施方式中,用RNA特异性的荧光染料对诱变文库进行染色,染色后采用流式细胞仪对每一株细胞进行荧光分析,利用荧光强度与酵母细胞内RNA的含量呈正相关的特性分选出荧光高(即RNA含量高)的菌株。 [0062] (5)放大验证: [0063] 在本发明的具体实施方式中,还可以在发酵罐中对上一步分选出的菌株进行发酵验证,测定其RNA含量。 [0064] 在本发明的一种具体实施方式中,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖2‑6%,酵母浸出物0.5‑2%,七水硫酸镁0.2‑0.4%,七水硫酸锌0.2‑0.4%,磷酸二氢钾0.5‑1.2%,余量为水,pH5.0‑6.0, [0065] 在本发明的一种具体实施方式中,搅拌300‑600rpm,通气3‑6L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。 [0066] 本发明实施例中采用常压室温等离子体进行诱变,其诱变功率为100W,气流量10L/min; [0067] 本发明实施例中采用紫外辐射进行诱变,其诱变功率为15w‑20w,照射距离为30cm。 [0068] 本发明实施例中的生物量和RNA含量检测方法如下: [0069] 生物量检测方法:1.取10mL离心管,精确称取空离心管重量m1;2.精确取发酵液10mL,5000rpm离心10min,倒上清后,放105℃烘干至恒重,称取重量m2;3.生物量DCW(g/L)=(m2‑m1)*100。 [0070] RNA检测方法: [0072] 2.0.25N高氯酸(HClO4):取250mL 0.5N高氯酸(HClO4)用蒸馏水稀释至500mL。 [0073] 设备:(1)毫克级天平;(2)4000转离心机,能分离酵母;(3)离心试管,容量至少10mL;(4)分光光度计(260nm);(5)70℃热水浴;(6)4℃冷水浴;(7)10mL和1mL移液枪;(8) 100mL容量瓶。 [0074] 方法: [0075] 1.如果是酵母干粉,称取0.06‑0.15g酵母加入离心管中;如果是18%的酵母乳,称取0.4‑0.8g;如果是3.5%的液体,测称取1.5‑3.0g。 [0076] 2.加入8mL冷的0.25N HClO4到离心管中,4℃水浴15min。 [0077] 3.4000rpm离心10min。 [0078] 4.轻轻倒出浮在表面的物质,加入0.5N的HClO4 5mL振荡混匀,70℃水浴15min,每隔3‑4min振荡一次。4000rpm离心10min,吸取1mL上清液,用蒸馏水定容至100mL。 [0079] 5.260nm测定吸光度,蒸馏水作为空白对照。 [0080] 计算公式为:干酵母中 [0081] 本发明中干酵母中RNA含量计算过程中,样品重量以毫克计,例如,称取的干酵母重量是145mg,吸光度是0.7,固形物含量是96%,得到的干酵母中RNA含量计算过程为: [0082] 本发明中涉及的相关名词解释: [0083] OD260/OD600是指单位菌体RNA含量; [0084] FV/OD600是指单位菌体荧光强度(染色后); [0085] DCW是指菌体干重。 [0086] 下面各实施例中所用到的各试剂和仪器来源如下表1中所示。 [0087] 表1 [0088] [0089] 本发明所采用酿酒酵母FX‑2(Saccharomyces cerevisiae FX‑2)于2016年8月1日保藏在中国典型培养物保藏中心(CCTCC),保藏编号为CCTCC NO:M2016418。该菌株在公开号为CN108220175A的专利公开文本中已有记载。 [0090] 实施例1 [0091] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的5%的甲基磺酸乙酯(EMS)1mL,混匀,30℃、50rpm振荡30min后离心,洗涤沉淀两次。 [0092] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0093] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、100mg 6‑杂氮尿嘧啶配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接50次,并不断提高抑制物浓度至200、300、400、500mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体,得到的菌体OD600与RNA含量随抑制物浓度变化情况如图1所示,其中,(a)所示为适应性进化菌体OD600变化情况,(b)所示为适应性进化RNA含量变化情况。从图1可以看出,菌体OD600值和RNA含量随抑制物浓度升高而升高。TM [0094] 进化文库高通量筛选:将 RNASelect 稀释10000倍制备成500nM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min, 5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有一个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0095] 酵母细胞内RNA含量与荧光强度关系如图2所示,其中,(a)所示为酵母细胞内RNA含量与荧光强度关系,(b)所示为酵母细胞内RNA含量与荧光强度相关性分析。从图2可以看出,酵母细胞内RNA含量与荧光强度呈线性相关。 [0096] 流式细胞分选结果如图3所示,其中,(a)所示为出发菌株荧光强度和侧向散射强度关系,(b)所示为出发菌株荧光强度和细胞个数关系,(c)所示为诱变进化文库荧光强度和侧向散射强度关系,(d)所示为诱变进化文库荧光强度和细胞个数关系。从图3可以看出,进化后的细胞文库经流式细胞仪分选,有一个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0097] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株A,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖6%、酵母浸出物2%,七水硫酸镁0.4%,七水硫酸锌0.4%,磷酸二氢钾1.2%,余量为水,pH5.5,搅拌600rpm,通气4L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.2%,菌体干重达到51.7g/L。 [0098] 优势菌株A在3L发酵罐放大验证结果如图4所示。从图4可以看出,筛选出的优势菌株A经3L发酵罐发酵培养后得到的RNA含量明显高于出发菌株酿酒酵母FX‑2。 [0099] 实施例2 [0100] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的3%的叠氮化钠1mL,混匀,30℃、50rpm振荡60min后离心,洗涤沉淀两次。 [0101] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0102] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、50mg 8‑氮鸟嘌呤配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接100次,并不断提高抑制物浓度至100、150、200、250、300mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 [0103] 进化文库高通量筛选:将Quant‑iTTM RNA Reagent稀释成500nM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有一个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0104] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株B,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖2%、酵母浸出物0.5%,七水硫酸镁0.4%,七水硫酸锌0.4%,磷酸二氢钾1.2%,余量为水,pH6.0,搅拌400rpm,通气4L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.1%,菌体干重达到53.2g/L。 [0105] 优势菌株B在3L发酵罐放大验证结果如图4所示。从图4可以看出,筛选出的优势菌株B经3L发酵罐发酵培养后得到的RNA含量明显高于出发菌株酿酒酵母FX‑2。 [0106] 实施例3 [0107] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的3%的硫酸二乙酯1mL,混匀,30℃、50rpm振荡60min后,常压室温等离子体(ARTP)条件下诱变60s,离心,洗涤沉淀两次。 [0108] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0109] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、50mg放线菌酮配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接150次,并不断提高抑制物浓度至200、300、400、500mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 TM [0110] 进化文库高通量筛选:将 RNASelect 稀释10000倍制备成500nM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有1个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0111] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株C,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖4%、酵母浸出物1%,七水硫酸镁0.2%,七水硫酸锌0.2%,磷酸二氢钾1%,余量为水,pH5.0,搅拌600rpm,通气6L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.5%,菌体干重达到37.1g/L。 [0112] 优势菌株C在3L发酵罐放大验证结果如图4所示。从图4可以看出,筛选出的优势菌株C经3L发酵罐发酵培养后得到的RNA含量明显高于出发菌株酿酒酵母FX‑2。 [0113] 实施例4 [0114] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的5%的甲基磺酸乙酯1mL,混匀,30℃、50rpm振荡30min后,紫外辐射条件下诱变30s,离心,洗涤沉淀两次。 [0115] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0116] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、50mg 6‑巯基嘌呤配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接60次,并不断提高抑制物浓度至100、150、200、250、300mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 [0117] 进化文库高通量筛选:将溴化乙锭稀释成1ug/mL染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有1个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0118] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖2%、酵母浸出物0.5%,七水硫酸镁0.2%,七水硫酸锌0.2%,磷酸二氢钾0.5%,余量为水,pH5.0,搅拌300rpm,通气3L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.3%,菌体干重达到52.9g/L。 [0119] 实施例5 [0120] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的5%的甲基磺酸乙酯(EMS)1mL,混匀,30℃、50rpm振荡30min后离心,洗涤沉淀两次。 [0121] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0122] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、100mg二氨基嘌呤配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接120次,并不断提高抑制物浓度至200、300、400、500mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 [0123] 进化文库高通量筛选:将Hoechst 33258稀释成1uM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有一个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0124] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖6%、酵母浸出物2%,七水硫酸镁0.4%,七水硫酸锌0.4%,磷酸二氢钾1.2%,余量为水,pH5.5,搅拌600rpm,通气4L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.2%,菌体干重达到51.7g/L。 [0125] 实施例6 [0126] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的3%的叠氮化钠1mL,混匀,30℃、50rpm振荡60min后离心,洗涤沉淀两次。 [0127] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0128] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、50mg 5‑溴尿嘧啶配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接90次,并不断提高抑制物浓度至100、150、200、250、300mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。TM [0129] 进化文库高通量筛选:将Quant‑iT RNA Reagent稀释成500nM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min, 5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有一个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0130] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖2%、酵母浸出物0.5%,七水硫酸镁0.4%,七水硫酸锌0.4%,磷酸二氢钾1.2%,余量为水,pH6.0,搅拌400rpm,通气4L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.4%,菌体干重达到53.2g/L。 [0131] 实施例7 [0132] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,常压室温等离子体(ARTP)条件下诱变60s后离心,洗涤沉淀两次。 [0133] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0134] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、50mg 5‑氟尿嘧啶配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接130次,并不断提高抑制物浓度至100、150、200、250、300mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 [0135] 进化文库高通量筛选:将溴化乙锭稀释成1ug/mL染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有1个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0136] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株D,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖6%、酵母浸出物2%,七水硫酸镁0.2%,七水硫酸锌0.2%,磷酸二氢钾1%,余量为水,pH5.5,搅拌400rpm,通气3L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.0%,菌体干重达到53.5g/L。 [0137] 优势菌株D在3L发酵罐放大验证结果如图4所示。从图4可以看出,筛选出的优势菌株D经3L发酵罐发酵培养后得到的RNA含量明显高于出发菌株酿酒酵母FX‑2。 [0138] 实施例8 [0139] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的3%的硫酸二乙酯1mL,混匀,30℃、50rpm振荡60min后,常压室温等离子体(ARTP)条件下诱变60s,离心,洗涤沉淀两次。 [0140] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0141] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、25mg 8‑氮鸟嘌呤、25mg放线菌酮配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接50次,并不断提高抑制物总浓度至100、150、200、250、300mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 [0142] 进化文库高通量筛选:将Hoechst 33258稀释成1uM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有1个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0143] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株E,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖4%、酵母浸出物1%,七水硫酸镁0.2%,七水硫酸锌0.2%,磷酸二氢钾1%,余量为水,pH5.0,搅拌600rpm,通气6L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.4%,菌体干重达到52.6g/L。 [0144] 优势菌株E在3L发酵罐放大验证结果如图4所示。从图4可以看出,筛选出的优势菌株E经3L发酵罐发酵培养后得到的RNA含量明显高于出发菌株酿酒酵母FX‑2。 [0145] 实施例9 [0146] 出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的5%的甲基磺酸乙酯1mL,混匀,30℃、50rpm振荡30min后,紫外辐射条件下诱变30s,离心,洗涤沉淀两次。 [0147] 菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0148] 诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、40mg 5‑氟尿嘧啶、40mg 6‑巯基嘌呤配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接100次,并不断提高抑制物浓度至100、200、300、400、500mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 [0149] 进化文库高通量筛选:将 RNASelectTM稀释10000倍制备成500nM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。经过流式细胞仪分析,进化后的细胞文库,有1个细胞团荧光明显高于其他细胞。 [0150] 放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株F,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖2%、酵母浸出物0.5%,七水硫酸镁0.2%,七水硫酸锌0.2%,磷酸二氢钾0.5%,余量为水,pH5.0,搅拌300rpm,通气3L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到15.7%,菌体干重达到52.9g/L。 [0151] 优势菌株F在3L发酵罐放大验证结果如图4所示。从图4可以看出,筛选出的优势菌株F经3L发酵罐发酵培养后得到的RNA含量明显高于出发菌株酿酒酵母FX‑2。 [0152] 对比例1 [0153] 1)出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的5%的甲基磺酸乙酯(EMS)1mL,混匀,30℃、50rpm振荡30min后离心,洗涤沉淀两次。 [0154] 2)菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0155] 3)进化文库高通量筛选:将 RNASelectTM稀释10000倍制备成500nM染色液,吸取1mL,加入上述进化后离心得到的菌体中,重悬菌体,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,重悬液采用流式细胞仪进行荧光分析,分选条件:激发光波长490nm,发射光波长530nm。 [0156] 4)放大验证:上述经过流式细胞仪筛选得到的优势菌株,在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖6%、酵母浸出物2%,七水硫酸镁0.4%,七水硫酸锌0.4%,磷酸二氢钾1.2%,余量为水,pH5.5,搅拌600rpm,通气4L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到11.8%,菌体干重达到52.3g/L。 [0157] 对比例2 [0158] 1)出发菌株诱变:酿酒酵母FX‑2在100mL YPD培养基中,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取1mL菌液,12000rpm离心1min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次,加入配制好的5%的甲基磺酸乙酯(EMS)1mL,混匀,30℃、50rpm振荡30min后离心,洗涤沉淀两次。 [0159] 2)菌体复苏:在上述菌体沉淀中加入5mL YPD培养基重悬,30℃静止培养60min后5000rpm离心5min收集菌体。 [0160] 3)诱变文库适应性进化:6.7g YNB、20g硫酸铵、100mg 6‑杂氮尿嘧啶配成1L进化培养基溶液,0.22μm过滤除菌,取50mL进化培养基重悬上述菌体,30℃、200rpm振荡培养24h后,吸取0.5mL培养液转入新鲜的进化培养基中继续培养24h,如此反复转接50次,并不断提高抑制物浓度至200、300、400、500mg/L。进化结束后,取最后一次培养得到的菌液,离心收集菌体。 [0161] 4)进化文库筛选:将上述进化后离心得到的菌体重悬,30℃、50rpm振荡孵育20min,5000rpm离心5min收集菌体,用磷酸盐缓冲液洗涤沉淀两次并重悬,将重悬液稀释至合适浓度并涂布于YPD固体平板,30℃静置培养24h后挑取单菌落逐一测定RNA含量。 [0162] 5)放大验证:选取RNA含量高的菌株在3L发酵罐中进行发酵验证,发酵培养基为:以质量百分比计,葡萄糖6%、酵母浸出物2%,七水硫酸镁0.4%,七水硫酸锌0.4%,磷酸二氢钾1.2%,余量为水,pH5.5,搅拌600rpm,通气4L/min,每隔一段时间测定其生物量和RNA含量。发酵结束,RNA含量达到12.6%,菌体干重达到51.6g/L。 |