苏云金素是某些苏云金芽胞杆菌菌株产生并分泌于细胞外的一种热稳定核苷类似物,具有杀虫、杀螨、杀线虫活性,其毒性比多数化学杀虫剂要低,因此它有很大的潜力成为有效杀虫剂。 本文对本实验室保存的103株苏云金芽胞杆菌的产苏云金素能力进行评价,筛选具有产苏云金素能力的菌株23株,其中菌株032产苏云金素能力最强。在此基础上采用紫外和硫酸二乙酯复合诱变的方法对菌株032进行诱变育种,得到一株遗传稳定的高产突变菌株032UDU,比出发菌株苏云金素产量提高20%。 为进一步提高苏云金素高产菌032的苏云金素产生能力,对该菌的培养基和产素条件进行了优化。首先采用了单因素实验方法,找到了碳源、氮源、磷源、无机盐等种类和较适的因素水平,考虑到因素间可能存在的交互影响作用,运用中心组合设计和响应面分析的方法进一步优化苏云金素发酵培养基,得到的苏云金素最适发酵培养基（g/L）为:葡萄糖22.8、氮源A 32.5、黄豆饼粉3.0、氮源B 3.0、CaCO₃2.0、KH₂PO₄ 2.0、MgSO₄·7H₂O 0.10、MnSO₄·H₂O 0.02。采用单因素实验方法对培养条件进行了优化,确定了较适的产素条件:灭菌前培养基pH调至7.5,接种3%菌龄为12h的菌悬液,500mL的三角瓶装20mL,30℃培养24h。 在摇瓶中探讨补糖对发酵影响的机理,在对数生长前期补加适量的葡萄糖主要是通过提高生物量,进而提高了苏云金素的产出:在对数生长后期补加适量的葡萄糖可提高生物量,同时也可以提高菌体自身合成苏云金素的能力,从而提高发酵水平。实验结果显示初糖浓度为25g/L,补糖总量为15g/L,分两次补加进行补料发酵,在摇瓶中苏云金素的产量可达到4.2 g/L,使产量在批次发酵的基础上提高了40%。 在30L发酵罐中进行苏云金素补料发酵实验,恒速流加补糖方式可以在一定程度上解除间歇补糖方式所不可避免的葡萄糖抑制效应,生物量和苏云金素产量分别比间歇补糖的方式提高了73%和75%。但是,其菌体产物得率(Y_P/X)却低于对照,苏云金素产量的提高主要是通过提高生物量措施达到目的。pH值反馈控制补料的模式可以根据细胞生长和苏云金素合成按需补糖,使细胞在拥有适宜的底物浓度的同时,利于苏云金素的合成,产量比对照提高了79%,其菌体产物得率(Y_P/X)比对照提高31%。在浊液中进行验证pH控制补料的模式,苏云金素产量可达5.18g/L,比对照提高83%。说明pH控制补料的模式可以应用于苏云金素的工业生产。