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假单胞菌M18(Pseudomonas sp. M18)分离自上海郊区甜瓜根际,能够分泌具有广谱抑制真菌活性的次生代谢产物吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid, PCA),是一株具有生物防治功能的新型菌株。本研究构建了M18菌株phz基因簇的过表达重组质粒pME6032Phz,并将其导入M18野生株及其突变株中,结果表明携带重组质粒后各菌株的PCA产量都有一定的提高。其中,M18GQ/pME6032Phz菌株——染色体上gacA/qscR双突变株M18GQ携带重组质粒pME6032Phz——具有最高的PCA产量。为发掘M18GQ/pME6032Phz工程菌株高产PCA的潜能,进一步开展该菌株的培养基优化研究。在摇瓶实验中,首先运用单因子实验方法对其发酵条件进行初筛,确定IPTG(isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside)诱导的最优条件。继后,通过部分因子设计( fractional factorial design, FFD )确定影响M18GQ/pME6032Phz菌株发酵生产PCA的最显著因素为:黄豆粉、玉米浆和乙醇。随后通过最陡爬坡实验和基于中心组合实验(center compositedesign, CCD)的响应面方法(response surface methodology, RSM),研究了这些因子的相互作用关系,并确定了最优浓度。优化后的发酵培养基配方为黄豆粉65.02 g/l,玉米浆15.36 g/l,葡萄糖12 g/l,乙醇21.70 ml/l,MgSO4 1 g/l。在此发酵培养基中,IPTG在接种后24小时以终浓度1.0 mmol/l进行诱导,经60小时发酵,PCA预测产量为6335.2 mg/l。经实验验证,PCA产量达到6365.0 mg/l,与预测结果吻合,比M18GQ菌株在优化发酵培养基中的产量提高了约60%,是M18野生型在基础培养基中产量的60倍。