高产吲哚乙酸停滞棒杆菌及发酵方法、培养基和应用技术

本发明专利技术公开了高产吲哚乙酸停滞棒杆菌的发酵方法及培养基和应用，培养基包括蛋白胨、酵母粉、NaCl、MgSO4·

【技术实现步骤摘要】
高产吲哚乙酸停滞棒杆菌及发酵方法、培养基和应用


[0001]本专利技术属于微生物领域，具体涉及高产吲哚乙酸停滞棒杆菌的发酵方法及培养基和应用。

技术介绍

[0002]吲哚乙酸(IAA)的分子式为C
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H9NO2，又名茁长素、生长素，属于吲哚类化合物，是一种植物体内普遍存在的内源生长素，具有维持植物顶端优势、促进坐果、促进植物插条生根、促进种子萌发、促进果实成熟及形成无籽果实等作用，是一种十分重要的植物激素，在农业生产中被广泛使用。
[0003]吲哚乙酸除了由植物自体产生外，还可以通过存在于土壤、植物表面和海洋环境中的特定微生物代谢产生。中国科学院城市环境研究所的朱葛夫、周铭典、蔡冠竟团队经过研究从猪粪与玉米秸秆混合堆肥发酵后的物料中将停滞棒杆菌筛选出来，验证了其能够产生吲哚乙酸的可行性，其公开的专利202010069133.X一株停滞棒杆菌、筛选方法及其用途提供了三种培养基，分别是：LB液体培养基(g/L)：胰化蛋白胨10.0，酵母提取物5.0，氯化钠10.0，pH调至7.2
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7.4，121℃灭菌20min；LB固体培养基(g/L)：琼脂粉20.0，其余同液体LB培养基；含L
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色氨酸的LB液体培养基：LB液体培养基经高温灭菌后，将高浓度的L
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色氨酸母液经由细菌过滤器注入，使培养基中L
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色氨酸终浓度为3mmol/L并避光保存。根据这些培养基也设计了培养时长试验、初始pH试验、接种量试验、培养温度试验等等一些列调整，吲哚乙酸产量最高达到138.87μg/mL。总的来说，吲哚乙酸的产量极低，成本高，工业化前景较差。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高产吲哚乙酸停滞棒杆菌的发酵培养基，该培养基能够实现微生物发酵法高效生产吲哚乙酸，通过对培养基的改良实现了吲哚乙酸产出菌停滞棒杆菌产出吲哚乙酸产出量的提升，也通过优化培养方法实现了工程化生产，提高了产量。
[0005]为达到上述目的，一方面，本专利技术提供了一株停滞棒杆菌Corynebacterium stationis，保藏号为CGMCC No.26267。
[0006]停滞棒杆菌Corynebacterium stationis，分类名为停滞棒杆菌(Corynebacterium stationis)，参据的生物材料(株):ZWCY 15.21.0101其保藏信息如下：
[0007]菌株名称：停滞棒杆菌Corynebacterium stationis。
[0008]保藏日期：2022年12月26日，
[0009]保藏单位：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，
[0010]保藏编号：CGMCC No.26267。
[0011]所述停滞棒杆菌Corynebacterium stationis的菌落为较小淡黄色、隆起，表面光滑，边缘整齐。
[0012]所述停滞棒杆菌Corynebacterium stationis的生理生化特征是：葡萄糖发酵试验、吲哚试验、过氧化氢酶试验、纤维素分解试验、硝酸还原试验都呈阳性，蔗糖发酵试验、麦芽糖发酵试验、甘露醇发酵试验、乙酰甲基甲醇试验(VP试验)、甲基红试验(MR)、H2S产生试验、葡萄糖酸盐试验、脂酶试验都呈阴性。
[0013]第二方面，本专利技术提供了一种高产吲哚乙酸停滞棒杆菌的发酵培养基，所述发酵培养基由以下成分组成：蛋白胨、酵母粉、NaCl、MgSO4·
7H2O、色氨酸、水、甘油和K2HPO4，其中，色氨酸含量为5g/L
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50g/L。
[0014]优选的，本专利技术每1L水中配合蛋白胨10g
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20g，酵母粉10g
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20g，NaCl 5g
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10g，K2HPO41.5g
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5g，MgSO4·
7H2O 1.5g
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5g，甘油1.5g
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5g，色氨酸5g
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50g，121℃灭菌15min备用。
[0015]第三方面，本专利技术提供了发酵培养基在合成植物激素方面的应用。
[0016]尤其上述发酵培养基在生产含量大于1000mg/L的吲哚乙酸方面的应用。
[0017]第四方面，本专利技术提供了一种高产吲哚乙酸停滞棒杆菌发酵培养方法，方法包括如下步骤：
[0018](1)菌种活化：取停滞棒杆菌的斜面菌种，在种子培养基平板上划线，置于培养箱中培养24～48h，得活化菌种；所述种子培养基为营养肉汤；
[0019](2)种子液的制备：挑取菌种在试管斜面中划线保存，接种于含有种子培养基的三角瓶中，200r/min摇床中培养48h，制得种子液；所述种子培养基为营养肉汤；
[0020](3)摇瓶培养：培养基灭菌后吸取种子液，按照1
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5％接种量进行接种，160r/min～200r/min的摇床中培养2d～8d，检测IAA含量及培养液中活菌数；所述发酵培养基由以下成分组成：蛋白胨、酵母粉、NaCl、MgSO4·
7H2O、色氨酸、水、甘油和K2HPO4；所述色氨酸含量为5g/L
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50g/L。
[0021]优选的，本专利技术所述菌种活化、所述种子液的制备和摇瓶培养都是在30℃～40℃恒温下进行。
[0022]第五方面，本专利技术提供了一种利用发酵罐批量持续生产吲哚乙酸的方法，所述方式是当所述摇瓶培养采用的发酵培养基调整到最高发酵密度、能收获的最高细菌量与最高吲哚乙酸产出量时；转入发酵罐；对转入发酵罐的发酵培养基溶液进行灭菌，从而得到量产发酵培养基，在量产发酵培养基中按照1
‑
5％接种量进行接种。
[0023]优选的，本专利技术所述发酵过程中当溶氧低于最佳量时，先通过提高转速维持溶氧，当转速达到最高时，再通过缓慢提高通气量维持溶氧。
[0024]具体的，本专利技术所述最佳溶氧为80％。
[0025]具体的，接种完控制温度为30℃
±
2℃，转速200r/min，发酵4小时以后，补充加入蛋白胨、L
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色氨酸母液和酵母粉。
[0026]通过实施本专利技术的技术方案，可以达到以下有益效果：
[0027](1)有效提高吲哚乙酸产出的问题，让一般发酵方法的吲哚乙酸的产量提高到1000mg/L以上，经过优化的发酵培养方法获得吲哚乙酸最高可达7000mg/L～8500mg/L。
[0028](2)提供了一种成本低、易生产制备的发酵培养基，为发酵罐批量发酵生产提供了技术参数，易于工业化生产。
附图说明
[0029]图1为停滞棒杆菌实施例培养基中的菌落形状和颜色。
[0030]图2本申请吲哚乙酸标准样的液相色谱图。
[0031]图3本专利技术实施例7培养液的液相色谱图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株停滞棒杆菌Corynebacteriumstationis，保藏号为CGMCCNo.26267。2.一种高产吲哚乙酸停滞棒杆菌的发酵培养基，其特征在于，所述发酵培养基由以下成分组成：蛋白胨、酵母粉、NaCl、MgSO4·
7H2O、色氨酸、水、甘油、K2HPO4；所述色氨酸含量为5g/L
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50g/L。3.根据权利要求1所述的高产吲哚乙酸停滞棒杆菌的发酵培养基，其特征在于，每1L水中配合蛋白胨10g
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20g，酵母粉10g
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20g，NaCl5g
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10g，K2HPO41.5g
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5g，MgSO4·
7H2O1.5g
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5g，甘油1.5g
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5g，色氨酸5g
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50g，121℃灭菌15min备用。4.根据权利要求2
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3任一项所述的发酵培养基在合成植物激素方面的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述发酵培养基用于生产含量大于1000mg/L的吲哚乙酸。6.一种高产吲哚乙酸停滞棒杆菌发酵培养方法，其特征在于，方法为：(1)菌种活化；(2)种子液的制备；(3)摇瓶培养：培养基灭菌后吸取种子液，按照1
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5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱中，詹林玉，张凯，朱飞帆，李志博，
申请(专利权)人：河南省中威春雨植物营养有限公司，
类型：发明
国别省市：