嗜熱 pha 積累菌株篩選鑒定和其產(chǎn) pha 性能的研究

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1、嗜熱PHA積累菌株篩選鑒定和其產(chǎn)PHA性能的研究-->第一章緒論P(yáng)HA不僅具有與傳統(tǒng)的、以石油為原料合成的高分子有相似的材料學(xué)性質(zhì)[3]，而且在環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)完全降解，是一種“綠色塑料”，并且還具有一般傳統(tǒng)塑料沒有的性質(zhì)，如壓電性、光學(xué)活性、生物可降解性、生物相容性等特殊性質(zhì)，被認(rèn)為是不可降解的傳統(tǒng)石化類塑料的最佳替代品[6]。因此，PHA的應(yīng)用范圍很廣，可用作生活中各種包裝材料的原材料，包括特別消費(fèi)包裝物品，如瓶子、化妝品容器、罐頭和高爾夫發(fā)球臺等[7]；由于PHA能夠很好的和動物的組織相容、在體內(nèi)降解緩慢并且具

2、有一定的力學(xué)性能，因此它還是人工骨等醫(yī)學(xué)材料的最佳原料之一[8]。當(dāng)前，隨著石油資源的日益枯竭，聚羥基脂肪酸酯（PHA）的研究開發(fā)引起了世界各國科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界越來越多的重視[9]。根據(jù)單體中碳原子的數(shù)目，可將PHA分為三大類：短鏈（short-chain-length,scl）PHA、中長鏈（medium-chain-length,mcl）PHA和長鏈（long-chain-length,lcl）PHA.短鏈PHA的單體由3-5個(gè)碳原子組成，如PHB,聚羥基戊酸酯（polyhydroxyvalerate,PHV）等

3、；中長鏈PHA的單體由6-14個(gè)碳原子組成，如聚羥基已酸酯（polyhydroxyhexanoate,PHHx）、聚羥基辛酸酯（polyhydroxyoctanoate,PHO）等；長鏈PHA一般是由兩種或兩種以上的單體組成的共聚物，其單體所含碳原子數(shù)大于16個(gè)[17]。目前普遍認(rèn)為，PHA合成酶的底物特異性決定了PHA單體的碳原子數(shù)的不同[18]。根據(jù)PHA單體的類型，可以將其分為兩類：同聚物（homopolymer）和共聚物（copolymer）。........第二章產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯嗜熱菌株的篩選鑒定2.1引

4、言目前，篩選中高溫條件下產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoates,PHAs）的微生物是研究的熱點(diǎn)，Pantazaki等首次報(bào)導(dǎo)篩選出一種可以合成PHA的極端嗜熱菌ThermusthermophilusHB8，該菌可以在47-72℃的高溫下利用葡萄酸鈉或辛酸鈉作為單一碳源合成C4-C12單體的PHA，PHA占細(xì)胞干重的35-40%[52]。此后，Sheu等[53]發(fā)現(xiàn)一株可以利用淀粉和戊酸鹽作為碳源合成單體為羥基丁酸和羥基戊酸共聚物的嗜熱菌Caldimonastai等[54]在好氧有機(jī)廢水處理廠中

5、篩選出Chelatococcussp.MSM）（g/L）：Na2HPO4.12H2O,9.0;KH2PO4,1.5;MgSO4.7H2O,0.2;NH4Cl,1.0;CaCl2.2H2O,0.02;1mL微量元素。微量元素（g/L）：EDTA,50.0;FeCl3,8.3;ZnCl2,0.84;CuCl2.2H2O,0.13;CoCl2.6H2O,0.1;MnCl2.6H2O,0.016;H3BO3,0.1。以上培養(yǎng)基均用5M氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為7.3，并在121℃下滅菌15min。...........結(jié)論與展望

6、本研究從一生物膜上的混合菌中，經(jīng)過富集培養(yǎng)，通過熒光顯微鏡觀察聚羥基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoates,PHAs）在細(xì)胞體內(nèi)的積累情況，利用稀釋倍數(shù)法和尼羅紅染色法進(jìn)行初篩，分離出五株具有PHA能力的純菌落；然后對純化出的單菌落進(jìn)行產(chǎn)PHA能力的測定，最后篩選出了一株具有高效產(chǎn)PHA能力的菌株K5。對其-->進(jìn)行了生理生化特性及16SrDNA序列鑒定，通過氣相色譜、紅外衍射光譜和核磁共振掃描等分析方法，檢測K5所積累PHA的結(jié)構(gòu)特征和材料特性，確定了K5所產(chǎn)PHA為聚羥基丁酸酯（poly-3-hy

7、droxybutyrate,PHB）；考察K5細(xì)胞生長與PHB積累之間的聯(lián)系，并初步研究不同因素對K5發(fā)酵產(chǎn)PHB的影響規(guī)律，并在生物反應(yīng)器中研究了批次培養(yǎng)和補(bǔ)料連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)兩種條件下產(chǎn)PHB的情況。1主要研究結(jié)論：（1）利用尼羅紅染色法選出了一株具有高效產(chǎn)PHA能力的菌株K5，結(jié)合形態(tài)特征觀察、其生理生化試驗(yàn)結(jié)果、16SrDNA序列分析、系統(tǒng)發(fā)育樹的結(jié)果，確定該菌株K5為Bacillusshackletonii。（2）采用熒光顯微鏡觀察K5積累PHA情況。發(fā)現(xiàn)K5經(jīng)尼羅紅染色后在紫外線照射下發(fā)出顆粒狀的熒光，說明

8、在K5細(xì)胞體內(nèi)產(chǎn)生的PHA是以顆粒形式存在的。并且K5在大量積累PHA后，細(xì)胞形態(tài)明顯變長，由短桿狀變?yōu)殚L桿狀，長度由不到6μm左右增長到8μm以上，這說明K5具有良好的細(xì)胞伸縮性，有利于PHA的大量貯存。..........