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玉米蛋白粉飼料作為蛋白質(zhì)飼料中重要的一種， 由于其中含有大量蛋白質(zhì)成分被廣泛應(yīng)用（林謙等，2013），但是其中的蛋白質(zhì)大部分為醇溶蛋白不能被動物吸收與利用。通過微生物發(fā)酵的方法可降解玉米蛋白粉中的醇溶蛋白，能夠顯著提高玉米蛋白粉飼料的利用率（江成英等，2018）。本研究通過紫外線誘變育種的方法來篩選得到產(chǎn)蛋白酶活力有明顯提高的枯草芽孢桿菌（王雅君等，2013），用以發(fā)酵玉米蛋白粉飼料， 以期提高玉米蛋白粉飼料的醇溶蛋白降解率，進而提高其動物利用率。

1.1 材料

1.1.1菌種   

本試驗采用的菌種為齊齊哈爾大學(xué)生物工程實驗室保藏的枯草芽孢桿菌。

1.1.2 實驗儀器  

紫外可見分光光度計（日本島津儀器廠），電熱恒溫水浴鍋（上海躍進醫(yī)療器械廠）， 高速離心機（北京京立離心機有限公司），PHS-25數(shù)顯pH計（上海精密科學(xué)儀器有限公司），BS224S 型電子天平（北京賽多利斯儀器廠），ZD-8801振蕩器（太倉科教器材廠），隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海躍進醫(yī)療器械廠），不銹鋼壓力蒸汽滅菌器（上海申安醫(yī)療器械廠），超凈工作臺（上海智城分析儀器有限公司），旋渦混合器（北京市金北德工貿(mào)易有限公司）等。

1.1.3 培養(yǎng)基   

LB培養(yǎng)基：胰蛋白胨1%，酵母粉5%，氯化鈉1%，pH 為7.0。固體培養(yǎng)基加入2%的瓊脂。121℃滅菌30min；脫脂牛奶培養(yǎng)基：A：5g脫脂牛奶與50 mL 蒸餾水混合；B：2 g瓊脂溶于50 mL 蒸餾水。A，B 分別115 ℃滅菌20 min，冷卻至60 ℃混勻后倒平板。

1.2方法

1.2.1 菌種生長曲線測定  

由于菌懸液中的菌體濃度在一定范圍內(nèi)與菌懸液渾濁度成正比，所以采用比濁法測定原始菌株的生長曲線（朱艷蕾，2016）。

1.2.2 致死率曲線測定   

制備菌懸液，使用紫外燈對菌懸液進行不同時間（0 ~ 90 s）的照射，每隔5s進行一次取樣，稀釋之后進行平板涂布。將平板倒扣培養(yǎng)進行菌落計數(shù)，繪制致死率曲線。

1.2.3 突變株的篩選   

將誘變處理后的菌株涂布于脫脂牛奶平板上。計算透明圈直徑與菌落直徑的比值，篩選出產(chǎn)蛋白酶活力較強的菌株。

1.2.4 酶活力測定   

蛋白酶活力采用福林酚法進行測定。

1.2.5 傳代穩(wěn)定性試驗   

將篩選出的菌株傳代并測定其酶活，評定該突變菌株的遺傳穩(wěn)定性（劉天祎，2017）。

1.2.6 發(fā)酵驗證試驗    

將誘變獲得的菌株11-1接入玉米蛋白粉中進行固態(tài)發(fā)酵， 以驗證其對玉米蛋白粉飼料的發(fā)酵能力。

2、結(jié)果與分析

2.1原始菌種的生長曲線   

進行紫外誘變處理時，一般要求誘變菌種應(yīng)處于對數(shù)生長期，此時的菌種對于紫外線更敏感，更容易發(fā)生突變，而且處于對數(shù)生長期的菌種代謝能力強，相對穩(wěn)定，生長速度快繁殖旺盛，易于做重復(fù)試驗。

由圖1 所示，0~4 h期間菌體濃度幾乎無變化，此時菌種處于生長適應(yīng)期。從5h開始菌種出現(xiàn)迅速增長，可知原始菌種的對數(shù)生長期為5~24 h，24h后菌種生長速度減緩，進入穩(wěn)定期，進行紫外誘變時應(yīng)選擇對數(shù)中前期的菌種進行誘變，所以選擇經(jīng)過14h培養(yǎng)的菌懸液進行紫外誘變處理。

2.3 高產(chǎn)蛋白酶突變菌株篩選   

根據(jù)脫脂牛奶篩選培養(yǎng)基上透明圈直徑與菌落直徑的比值，篩選出5 株產(chǎn)蛋白酶活力較強的菌株， 結(jié)果見表1。

其中突變株11-1 的透明圈直徑與菌落直徑比值與原始菌株相比變化最大，達(dá)到10.86，該透明圈與菌體直徑的比值表示該菌種產(chǎn)蛋白酶對蛋白質(zhì)的水解能力， 透明圈與直徑比值越大則說明該菌株產(chǎn)蛋白酶活力越大。經(jīng)過測量之后發(fā)現(xiàn)11-1 的比值與原始菌株相比有明顯提高，則說明經(jīng)過紫外誘變育種之后原始菌株的產(chǎn)蛋白酶能力得到了明顯的提高， 較原始菌株透明圈與菌落直徑比值6.67 相比提高了約1.63 倍。

2.4 突變菌株的酶活力測定

將篩選出的突變株接入液體LB 培養(yǎng)基中培養(yǎng)， 取培養(yǎng)液離心取其上清液測定酶活力。

如表2 所示，篩選出的5 株突變株中，突變株11-1 與22-4 產(chǎn)蛋白酶活力相差不多，11-1 相對更高， 所以選用11-1 進行下一步遺傳穩(wěn)定性試驗。11-1 產(chǎn)蛋白酶活力較原始菌株21.515 U/mL提高最大，數(shù)值達(dá)到35.301 U/mL，說明原始枯草芽孢桿菌經(jīng)過紫外誘變育種之后產(chǎn)蛋白酶能力得到了明顯的提升， 較原始菌株提高了約1.66 倍。

2.5 遺傳穩(wěn)定試驗

對突變株11-1 進行連續(xù)傳代培養(yǎng)，驗證其遺傳穩(wěn)定性，結(jié)果見表3。

對突變菌株11-1 連續(xù)傳代8次， 其蛋白酶活力基本穩(wěn)定。傳代第八次與原始菌株的酶活力相比有所降低，變化約為4.8%，變化幅度不顯著，證明連續(xù)傳代會對突變菌株11-1 的產(chǎn)蛋白酶活力造成一定影響，但影響程度不大，可以認(rèn)為高產(chǎn)蛋白酶突變株11-1 遺傳性能良好， 可做為發(fā)酵玉米蛋白粉飼料菌株。

2.6 發(fā)酵驗證試驗   

將誘變所得對玉米蛋白粉進行發(fā)酵試驗，以驗證其發(fā)酵能力。將玉米蛋白粉和麩皮以7∶3 混合，料水比為1∶1.2，接入5%的11-1 菌株，置于30 ℃發(fā)酵84 h，測定其可溶性蛋白含量，結(jié)果見表4。

由表4 可知未經(jīng)發(fā)酵的原料中可溶蛋白含量為3.97%，經(jīng)過原始菌株發(fā)酵的飼料可溶蛋白含量為6.34%，可溶蛋白含量轉(zhuǎn)化率為37.39%。經(jīng)過突變菌株11-1 發(fā)酵的飼料中可溶蛋白含量為7.61%，可溶蛋白含量的轉(zhuǎn)化率為47.83%?？梢钥闯鼋?jīng)突變菌株11-1 發(fā)酵過后的玉米蛋白粉飼料中的可溶蛋白含量較原始枯草芽孢桿菌相比有明顯提高?？梢缘贸鼋Y(jié)論突變菌株11-1 經(jīng)紫外誘變后有更好的降解飼料能力，經(jīng)11-1 發(fā)酵過后的飼料能夠更容易被吸收，提高了玉米蛋白粉飼料的利用率，具有良好的發(fā)展前景。

3、結(jié)    論

使用枯草芽孢桿菌所產(chǎn)生的蛋白酶在各個行業(yè)均已被大量應(yīng)用（Schallmey等，2004）。本研究通過紫外誘變育種篩選出一株遺傳性狀穩(wěn)定的較原始菌株產(chǎn)蛋白酶能力有明顯提高的枯草芽孢突變菌株11-1。經(jīng)測定該菌株的透明圈直徑比值為10.86，較原始菌株擴大1.63 倍；蛋白酶活力為35.301 U/mL，較原始菌株的蛋白酶活力提高1.66 倍。通過連續(xù)傳代試驗發(fā)現(xiàn)其蛋白酶活力變化率為4.8%，變化幅度不顯著，證明其遺傳性能穩(wěn)定。發(fā)酵試驗表明，經(jīng)突變菌株11-1發(fā)酵的玉米蛋白粉中可溶蛋白轉(zhuǎn)化率為47.83%， 較未誘變的原始菌株提高了10.44%。表明紫外誘變育種技術(shù)能夠有效的提高枯草芽孢桿菌的產(chǎn)蛋白酶能力，并且能夠穩(wěn)定遺傳，可用于發(fā)酵玉米蛋白粉飼料的生產(chǎn)， 為微生物發(fā)酵生產(chǎn)玉米蛋白粉飼料奠定了基礎(chǔ)。 

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