戈登氏菌及其用途制造技术

本发明专利技术提出一种戈登氏菌(Gordoniaterrae)，于2016年9月5日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No.60075。该菌株是发明专利技术人首次从雨生红球藻的共生微生物中分离获得的，该菌株具有产类胡萝卜素的能力，且产生的类胡萝卜素的抗氧化能力强，在高温和低浓度氧化剂存在下，具有强的稳定性。

Gordon's bacteria and uses thereof

The invention provides a method for Gordon's bacteria (Gordoniaterrae) in September 5, 2016 in Guangdong Province, preservation of microbial culture collection center, the preservation number is GDMCC No.60075. This strain is the first inventor of the rain pluvialis from isolated symbiotic microorganisms. The strain has the carotenoid producing ability, antioxidant ability and carotenoids, in the presence of high temperature and low concentration oxidant, strong stability.

【技术实现步骤摘要】
戈登氏菌及其用途
本专利技术涉及生物领域，具体地，本专利技术涉及戈登氏菌、用途及生产类胡萝卜素的方法。
技术介绍
类胡萝卜素是常见的一类天然色素家族，包含多种类型，目前已鉴定的超过600种。因其具有单线态氧及自由基清除能力而表现出明显的抗氧化能力，在延缓和预防动脉粥样硬化、癌症、老化和眼部疾病等均表现出了显著的效果。做为类胡萝卜素的一种，虾青素具有极高的研究价值，特别是在自由基清除能力方面，其比β-胡萝卜素强38倍，比维生素E强500倍。因此，虾青素也能够降低与年龄性退行性疾病和局部缺血性疾病的发病风险，并可预防部分癌症并提高免疫能力。在获取虾青素的来源中，角黄素是为虾青素合成的重要前体，同样具有较强的抗氧化性而得到广泛关注。目前，类胡萝卜素的生产主要来源于细菌、真菌及微藻。然而，为了丰富抗氧化色素的来源途径，新型类胡萝卜素表达物种仍有待进一步开发。
技术实现思路
本申请是专利技术人基于对如下问题和事实的发现而提出的：专利技术人从雨生红球藻的共生微生物中进行了菌株的单克隆筛选，成功分离到一株阳性菌株，该菌株具有产类胡萝卜素等色素的能力。专利技术人进一步通过16S分子鉴定确认该菌株为戈登氏菌(Gordoniaterrae)。为了进一步获取其产物信息，专利技术人对其产物进行了高效液相色谱的化学分析，并优化了产物的表达条件，同时对菌株的特性和产物的抗氧化性进行了综合评估，发现该菌株的代谢产物具有很好的抗氧化性，且在高温及低浓度氧化剂存在下具有较强的稳定性。由此，在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种戈登氏菌(Gordoniaterrae)，于2016年9月5日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCCNo.60075，分类命名为：戈登氏菌(Gordoniaterrae)，保藏地址为：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所。该菌株是专利技术人首次从雨生红球藻的共生微生物中分离获得的，该菌株具有产类胡萝卜素的能力，且产生的类胡萝卜素的抗氧化能力强，在高温和低浓度氧化剂存在下，具有强的稳定性。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了前面所述的戈登氏菌在生产类胡萝卜素中的用途。专利技术人通过高效液相色谱(UPLC)的化学分析对前面所述的戈登氏菌的代谢产物进行了分析，发现，此株戈登氏菌的代谢产物中含有丰富的类胡萝卜素。利用前面所述的戈登氏菌在生产类胡萝卜素，具有生产周期短、成本低、易于基因工程改造等优势。根据本专利技术的实施例，上述用途还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述类胡萝卜素包括选自虾青素、角黄素、σ-胡萝卜素的至少之一。专利技术人通过比对上述菌株的代谢产物和类胡萝卜标准品的UPLC分析结果，发现，上述菌株的代谢产物中含有少量的角黄色、微量的虾青素和σ-胡萝卜素，以及大量的其它类胡萝卜素或其衍生物。在本专利技术的第三方面，本专利技术提出了一种生产类胡萝卜素的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：在适于类胡萝卜素表达的条件下，培养前面所述的戈登氏菌，以便获得含有所述类胡萝卜素的培养物，可选地，所述类胡萝卜素包括选自虾青素、角黄素、σ-胡萝卜素的至少之一。利用根据本专利技术实施例的生产类胡萝卜素的方法，能够高效、高产地获得类胡萝卜素。根据本专利技术的实施例，上述方法还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述培养是在LB培养基中进行的，所述LB培养基中含有0.05～1％NaCl、0.025～0.5％酵母粉和0.05～1％蛋白胨。其中，前面的百分比表示质量体积比，即0.05～1％NaCl表示100mlLB培养基中含有0.05～1g的NaCl，0.025～0.5％酵母粉表示100mlLB培养基中含有0.025～0.5g的酵母粉，0.05～1％蛋白胨表示100mlLB培养基中含有0.05～1g的蛋白胨。专利技术人通过实验发现，在上述LB培养基中，所述戈登氏菌的生物量较高，代谢产物-类胡萝卜素的单位产量较高，并且所述戈登氏菌的生物量随营养成分的提高而提高，类胡萝卜素的单位含量在低营养浓度条件下相对较高。根据本专利技术的实施例，所述LB培养基中含有1％NaCl、0.5％酵母粉和1％蛋白胨。专利技术人通过实验发现，LB培养基中的营养成分在上述浓度下，类胡萝卜素总产量相对最高。根据本专利技术的实施例，所述培养是在低氧胁迫下进行的。需要说明的是，“低氧胁迫”是指环境中的氧气含量低于正常水平。专利技术人发现，在低氧胁迫环境下，对该株戈登氏菌的生物量不会产生显著的影响，但会刺激代谢产物的合成，总体代谢产物的合成量在低氧胁迫环境下有所提高。根据本专利技术的实施例，所述LB培养基中进一步含有225μMFeSO4和22.5mMSA。专利技术人通过实验发现，当培养基中中含有225μMFeSO4和22.5mMSA时，可以营造一个较低的低氧胁迫环境，专利技术人发现，在此环境下，该株戈登氏菌的代谢产物的单位含量显著提高，代谢产物的总产量显著提高。根据本专利技术的实施例，所述培养基的pH为5～9。专利技术人在实验中发现，培养基的pH在5～9时，该株戈登氏菌的生物量较高，代谢产物的单位含量较高。根据本专利技术的实施例，所述培养基的pH为9。专利技术人通过培养基pH的优化实验发现，当pH为9时，该株株戈登氏菌的代谢产物的单位含量显著提高，代谢产物的总产量显著提高。根据本专利技术的实施例，所述培养是在30～37℃下进行的。专利技术人通过实验发现，在30～37℃下，该株戈登氏菌的生物量较高，代谢产物的单位含量较高，且在此温度范围内，戈登氏菌的生物量随温度的升高而升高，代谢产物的单位含量随温度的升高而降低。根据本专利技术的实施例，所述培养优选在30℃下进行。专利技术人发现，在30℃下培养该株戈登氏菌，其代谢产物的单位含量显著提高，其代谢产物的总含量显著提高。根据本专利技术的实施例，所述培养的时间是3天。专利技术通过实验发现，培养3天是积累类胡萝卜素的最适时间，培养3天类胡萝卜素的单位含量达到最大值。根据本专利技术的实施例，所述培养是通过如下方式实现的：将所述戈登氏菌与培养基在30℃的条件下进行3小时接触，其中，所述培养基为包含1％NaCl、0.5％酵母粉、1％蛋白胨、225μMFeSO4和22.5mMSA的LB培养基，所述LB培养基的pH为9。根据本专利技术的实施例，在上述培养方式下，所述戈登氏菌的代谢产物-类胡萝卜的总产量显著提高。另外，根据本专利技术的实施例，所述生产类胡萝卜素的方法进一步包括：从获得的含有所述类胡萝卜素的培养物中分离和提取类胡萝卜素。分离和提取类胡萝卜素的方法不受特别限制，本领域技术人员可根据常规技术手段，依据实验室或工业生产的需求，进行选择。附图说明图1是根据本专利技术实施例1的从雨生红球藻藻际微生物中分离得到的阳性菌种的图；图2是根据本专利技术实施例2的UPLC鉴定结果图；图3是根据本专利技术实施例3的不同营养梯度对生物量和主要成分单位含量的影响图；图4是根据本专利技术实施例3的不同温度对菌种生物量和主要成分单位含量的影响图；图5是根据本专利技术实施例3的不同pH对菌种生物量和主要成分单位含量的影响图；图6是根据本专利技术实施例3的不同培养时间对菌种生物量和主要成分单位含量的影响图；图7是根据本专利技术实施例3的不同氧胁迫条件下对菌种生物量和主要成分单位含量的影响图；图8是根据本专利技术实施例4的菌株抗氧化能力的检测结果图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种戈登氏菌(Gordoniaterrae)，于2016年9月5日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No.60075。

【技术特征摘要】
1.一种戈登氏菌(Gordoniaterrae)，于2016年9月5日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCCNo.60075。2.权利要求1所述的戈登氏菌在生产类胡萝卜素中的用途。3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述类胡萝卜素包括选自虾青素、角黄素、σ-胡萝卜素的至少之一。4.一种生产类胡萝卜素的方法，其特征在于，包括：在适于类胡萝卜素表达的条件下，培养权利要求1所述的戈登氏菌，以便获得含有所述类胡萝卜素的培养物，可选地，所述类胡萝卜素包括选自虾青素、角黄素、σ-胡萝卜素的至少之一。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述培养是在LB培养基中进行的，所述LB培养基中含有0.05～1％NaCl、0.025～0.5％酵母粉和0.05～1％蛋白胨，优选地，所述LB培养基中含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡中华，劳永民，周进，张怀瑾，晋慧，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44