一种北极海洋放线菌的发酵培养基及发酵方法技术

本发明专利技术公开了一种北极海洋放线菌的发酵培养基及发酵方法，属于生物技术领域。所述发酵培养基以人工海水为溶剂，每100mL培养基中含有：麦芽提取物0.5‑5g、酵母提取物0.25‑3g、葡萄糖0.25‑3g，所述培养基的pH值为6‑8。该培养基成分均为常见试剂，原料易得，成本低，制备方法简单，有利于大规模工业化生产。该发酵培养基适用于北极海洋放线菌Streptomyces sp.604F的产物合成。在本发明专利技术的发酵条件下，能够显著提高北极海洋放线菌Streptomyces sp.604F次级代谢产物的多样性，有助于充分发掘该菌株产生新的次级代谢产物的潜能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，具体涉及一种用于北极海洋放线菌的发酵培养基及发酵方法。
技术介绍
北极海洋具备常年低温、高辐射、动态冰雪覆盖、受气候变化影响明显等特征，属于极端环境。生存其中的微生物在长期的适应与进化过程中，形成了生境相关的生理生化与遗传机制。相比陆地和近海，人类对于北极海洋及其微生物认识和探索较少。两方面的原因使得来自该环境中的微生物可能给人类带来新的发现与资源。已有少量的研究表明来自北极海洋环境中的微生物确实能产生新颖的次级代谢产物，有望开发成为天然药源。放线菌是生产微生物天然产物的主力军之一，例如氯霉素、万古霉素等在生活中发挥重要作用的药物均来自于放线菌。授权公告号为CN102181387B的专利文献本专利技术公开了一种海洋链霉菌及利用其制备星形孢菌素和K-252d的方法。星形孢菌素和K-252d是从海洋链霉菌(Streptomycessp.)SCSIO1667的发酵培养物中制备得到的。申请公布号为CN103555619A的专利文献公开了用于北极海洋放线菌Streptomycessp.R-527F生产大环四重内酯类化合物的培养基。该培养基适于北极放线菌的生长，且可大大提高大环四重内酯类化合物Dinactin的产量。放线菌Streptomycessp.604F由中国极地研究中心自北冰洋楚科奇冠445米水深的沉积物样品中分离得到，该菌株16SrRNA基因序列可查阅NCBIGenBank数据库(登录号KJ017969)，且有相关文章进行过报道(Liaoetal.,BMCMicrobiology.2016；陈瑞勤等，微生物学报.2014)。该菌株在2216E平板上菌落呈乳白圆形、菌落周围光滑，在2216E液体培养基中形成桔黄色菌丝球。该菌株对白色念珠菌具有强抑制作用，而且基因筛选表明具有多个跟次级代谢产物合成相关的基因，如PKS(聚酮合酶)、NRPS(非核糖体多肽合成酶)、卤化酶等。因此，该菌株具有良好的天然产物研究潜力。然而微生物合成次级代谢产物受到多种因素的影响，例如培养基组成、发酵温度、时间、发酵方式等，在不同培养条件下可能发酵产物差异很大，尤其对于来自极地低温环境中的菌株，温度可能会产生较大影响。通过高通量测序技术获得的基因组信息表明，放线菌Streptomycessp.604F的大多数基因簇在常规的培养条件下都处于沉默状态，即不合成对应的化合物产物。如何使得菌株合成次级代谢产物的潜力最大化，获得最丰富的产物种类，仍然需要针对该菌株进行多种探索和优化。HPLC-TOFMS(高效液相色谱/电喷雾飞行时间质谱联用)技术可以用于快速检测发酵产物中化合物丰富程度，并便于进行横向比较。HPLC-TOFMS结合了液相色谱仪有效分离热不稳性及高沸点化合物的分离能力与质谱仪很强的组分鉴定能力，是一种分离分析复杂有机混合物的有效手段。质谱能逐个分析高效液相色谱分离开的有机物，获得分子量，结合数据库搜索，可以获得一些化合物的分子式，为推断可能的产物提供信息。
技术实现思路
本专利技术提供了一种发酵培养基，用于北极海洋放线菌Streptomycessp.604F发酵，显著提高该菌株次级代谢产物多样性，有助于充分发掘该菌株产生新的次级代谢产物的潜能。一种北极海洋放线菌的发酵培养基，以人工海水为溶剂，每100mL培养基中含有：麦芽提取物0.5-5g、酵母提取物0.25-3g、葡萄糖0.25-3g，所述培养基的pH值为6-8。所述人工海水参照国际标准ASTMD1141-98配制。作为优选，配制100mL人工海水的原料包括：氯化钠0.01-3g、硫酸钠0.1-1.2g、碳酸氢钠0.001-0.2g、溴化钾0.001-0.5g、硼酸0.001-0.3g、六水氯化镁0.1-1g、七水硫酸镁0.01-0.5g、一水硫酸锰0.001-0.4g、无水氯化钙0.01-1g，余量为水。更为优选，配制100mL人工海水的原料包括：氯化钠0.25g、硫酸钠0.5g、碳酸氢钠0.02g、溴化钾0.005g、硼酸0.003g、六水氯化镁0.5g、七水硫酸镁0.04g、一水硫酸锰0.05g、无水氯化钙0.1g，余量为水。作为优选，所述的发酵培养基，以人工海水为溶剂，每100mL培养基中含有：麦芽提取物0.8-2g、酵母提取物0.4-1g、葡萄糖0.4-1g，所述培养基的pH值为7-8。更为优选，所述的发酵培养基，以人工海水为溶剂，每100mL培养基中含有：麦芽提取物1g、酵母提取物0.5g、葡萄糖0.5g，所述培养基的pH值为7.3。本专利技术的培养基是在现有报道培养基中选择涵盖多种碳源、氮源和微量元素等成分的配方进行改进，使其更适合北极海洋放线菌Streptomycessp.604F的产物合成。次级代谢产物的合成需要一些初级代谢产物作为中间体，但过量的初级代谢终产物往往会抑制次级代谢产物的合成，只有在消耗掉这些过量的抑制剂后，才有利于大量合成次级代谢产物。葡萄糖作为碳源可以被菌株快速利用生长，因此能快速获得后续发酵所需要的菌体量，但不利于积累次级代谢产物，因此在发酵培养基中需要控制一定的量。而酵母、麦芽提取物等复杂有机碳源、氮源相对利用较慢，可以减弱代谢产物的阻遏作用，有利于合成和积累次级代谢产物。因此通过优化组合培养基中的氮源和碳源，获得所述培养基配方适合北极海洋放线菌Streptomycessp.604F次级代谢产物的合成。本专利技术所述的北极海洋放线菌Streptomycessp.604F自北冰洋楚科奇冠445米水深的沉积物样品中分离得到，保存于中国极地研究中心；相关文章对该菌株进行报道，如《北极海洋链霉菌604F的卤化酶基因克隆及特征》。本专利技术提供了所述的发酵培养基在北极海洋放线菌Streptomycessp.604F发酵中的应用。本专利技术还提供了一种北极海洋放线菌的发酵方法，包括以下步骤：(1)将活化的北极海洋放线菌Streptomycessp.604F菌株接种于种子培养基中，培养得到种子液；(2)将种子液接种于所述的培养基中，于15-25℃条件下发酵7-10天，获得发酵液。所述种子培养基为ISPII培养基。ISPII培养基的配方为：麦芽提取物10g，酵母提取物4g，葡萄糖4g，人工海水配置1L，pH＝7.2。步骤(1)中，活化的菌株经二级种子扩大培养，得到所述种子液，所述种子液的OD600值为0.4-0.8。其中一级种子培养基和二级种子培养基均为ISPII培养基。作为优选，每级种子扩大培养的条件为：接种量为1-2％，在20-25℃、转速为150-18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种北极海洋放线菌的发酵培养基，其特征在于，以人工海水为溶剂，每100mL培养基中含有：麦芽提取物0.5‑5g、酵母提取物0.25‑3g、葡萄糖0.25‑3g，所述培养基的pH值为6‑8。

【技术特征摘要】
1.一种北极海洋放线菌的发酵培养基，其特征在于，以人工海水为溶剂，每100mL培养
基中含有：麦芽提取物0.5-5g、酵母提取物0.25-3g、葡萄糖0.25-3g，所述培养基的pH值为
6-8。
2.如权利要求1所述的发酵培养基，其特征在于，以人工海水为溶剂，每100mL培养基中
含有：麦芽提取物0.8-2g、酵母提取物0.4-1g、葡萄糖0.4-1g，所述培养基的pH值为7-8。
3.如权利要求2所述的发酵培养基，其特征在于，以人工海水为溶剂，每100mL培养基中
含有：麦芽提取物1g、酵母提取物0.5g、葡萄糖0.5g，所述培养基的pH值为7.3。
4.如权利要求1-3任一项所述的发酵培养基在北极海洋放线菌Streptomycessp.604F
发酵中的应用。
5.一种北极海洋放线菌的发酵方法，包括以下步骤：
(1)将活化的北极海洋放线菌Streptomyc...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖丽，陈波，俞勇，樊成奇，田晓清，
申请(专利权)人：中国极地研究中心，中国水产科学研究院东海水产研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31