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摘 要

威兰胶(welan gum)是由鞘氨醇单胞菌合成的胞外微生物多糖,分子量高达数百万。作为悬浮剂、增稠剂、稳定剂等广泛应用于水泥、石油、油墨、食品等行业中，且受到更多行业的关注。威兰胶菌株的常规发酵温度为30℃, 前期工作中我们发现一株在高温下威兰胶的合成能力较好的突变株，基于其潜在的工业应用价值，我们将对其耐热元件Clp基因进行挖掘和分析，在此基础上利用该基因对威兰胶生产菌株进行分子生物学改造，使工业微生物菌株在更高的温度下仍然具有威兰胶高效合成能力等方面开展了威兰胶生产菌株耐热元件Clp基因的分析、Clp基因的体外克隆、Clp基因的异源表达、Clp基因的同源表达的研究工作。研究发现，Alcaligenes sp. CH重组菌在以葡萄糖为碳源的平板培养基上40℃下，仍然能保持高达80%的存活率，在同样温度培养的液体培养基中菌体生长和产物合成仍然能维持较高的水平，这是野生型Alcaligenes sp. NX-3无法达到的水平。研究结果表明高温菌株Clp基因能够很好的在野生型中表达并增强其温度耐受能力。

关键词：威兰胶、三亲本结合、表型特性、生长特性

Molecular biological transformation of Welan gum production strains using the heat element of the Clp gene

Abstract

Welan gum is extracellular microbial polysaccharides synthesized by sphingosine unit cell, the molecular weight is up to millions. As a suspending agent, thickener, stabilizer welan gum is wide used in cement, oil, ink, food and other industries, and more industry attention. Conventional fermentation temperature of Welan gum strains was 30 ℃.  In our previous work, we found a mutant strain synthsis of welan gum is better at high temperature. Based on the potential industrial application value, we will carry out the mining and analysis of the heat element of the Clp gene, on this basis for molecular biological transformation of Welan gum production strains with the gene, so that industrial microbial strains at higher temperatures still has high ability of Welan gum synthesis, we has carried out research on the Analysis of Welan gum production strain resistant elements of Clp gene、The Clp gene cloning in vitro、The heterologous expression of Clp gene、The homologous expression of Clp gene. Studies have shown that Alcaligenes sp. CH recombinant strain on the culture plate medium with glucose as carbon source at 40 ℃, still can maintain the 80% survival rate. Cultured in liquid medium at the same temperature, cell growth and product synthesis could maintain high level this is the wild type Alcaligenes sp. NX-3 could not be reached. The research results show that the high temperature strain Clp gene can be expressed in the wild type and enhance its temperature tolerance. Cultured in liquid medium at the same temperature.

KEYWORDS: Welan gum; triparental conjugation; combined with phenotypic characteristics; growth characteristics

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1前言 1

1.2威兰胶的理化性质及应用 1

1.2.1威兰胶理化性质 1

1.2.2威兰胶应用 2

1.3威兰胶生产菌株耐热性能改造背景 2

第二章 材料与方法 4

2.1 菌株质粒与培养条件 4

2.2 实验仪器与试剂 4

2.3 目的基因片段克隆与重组质粒构建 6

2.4 三亲本结合获得代谢改造的工程菌 6

2.5 代谢工程菌表型特性的考察研究 7

2.6代谢工程菌生长特性的考察研究 7

2.7 分析方法 7

第三章 结果与讨论 8

3.1 热休克蛋白基因增强型重组质粒的构建与转化 8

3.1.1 Alcaligenes sp. NX-3和HT-1各目标片段的克隆 8

3.1.2 重组质粒的构建与转接验证 9

3.2 代谢重组菌表型特性的研究 10

3.3代谢重组菌生长特性的研究 11

第四章 结论与展望 12

4.1 结论 12

4.2 展望 12

参考文献 13

致谢 15

1. 文献综述

1.1前言

微生物多糖是一种生物高聚物，是细菌、真菌、蓝藻等微生物在代谢过程中产生的一种副产物，对微生物自身有保护作用，最常见的就是细菌的荚膜。它们种类繁多，结构复杂，生理功能独特。

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