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粘质沙雷氏菌发酵生产2,3-丁二醇及其代谢调控研究

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粘质沙雷氏菌发酵生产2,3-丁二醇及其代谢调控研究
论文目录
 
摘要第1-7 页
Abstract第7-17 页
第1章 文献综述第17-42 页
  · 2,3-丁二醇的性质及用途第17-18 页
    · 2,3-丁二醇的性质第17 页
    · 2,3-丁二醇的用途第17-18 页
      · 重要的化工原料第17 页
      · 潜在的替代能源第17-18 页
      · 常用的食品添加剂第18 页
      · 其它方面的应用第18 页
  · 2,3-丁二醇的生产方法第18 页
  · 2,3-丁二醇的生产菌株概述第18-25 页
    · 2,3-丁二醇的生产菌株第18-19 页
    · 微生物生产2,3-丁二醇的生理意义第19 页
    · 微生物合成2,3-丁二醇的代谢途径第19-21 页
    · 2,3-丁二醇的旋光异构体及其形成机制第21-25 页
  · 微生物法制备2,3-丁二醇的过程优化第25-35 页
    · 培养基成分研究第25-29 页
      · 碳源第25-26 页
      · 无机盐和酵母粉对2,3-丁二醇发酵的影响第26-28 页
      · 有机酸对2,3-丁二醇的影响第28-29 页
    · 2,3-丁二醇发酵过程控制参数第29-32 页
      · 温度第29 页
      · pH值第29-30 页
      · 溶氧第30-32 页
    · 2,3-丁二醇的发酵工艺第32-35 页
      · 分批发酵第32 页
      · 连续发酵第32-33 页
      · 固定化细胞培养第33 页
      · 两相萃取发酵第33-34 页
      · 分批补料发酵第34 页
      · 两菌共培养发酵(co-culture)第34-35 页
  · 代谢工程改造第35-37 页
    · 2,3-丁二醇合成途径相关基因和调控机制第35-36 页
    · 2,3-丁二醇生产菌株的代谢工程改造第36-37 页
  · 粘质沙雷氏菌产2,3-丁二醇的研究进展第37-39 页
    · 粘质沙雷氏菌产2,3-丁二醇的研究概况第37-38 页
    · 粘质沙雷氏菌产2,3-丁二醇的调控机制第38-39 页
  · 2,3-丁二醇的分离纯化进展第39 页
  · 2,3-丁二醇的生产现状和市场情况第39-40 页
  · 论文研究意义和研究内容第40-42 页
    · 论文研究意义第40 页
    · 研究内容第40-42 页
第2章 粘质沙雷氏菌生产2,3-丁二醇培养基研究第42-70 页
  · 引言第42 页
  · 实验材料第42-44 页
    · 菌株第42-43 页
    · 实验仪器与实验试剂第43-44 页
      · 主要仪器第43 页
      · 常用试剂第43-44 页
    · 培养基第44 页
  · 实验方法第44-47 页
    · 摇瓶培养方法第44-45 页
    · 种子驯化第45 页
    · 温度对菌体生长和发酵的影响第45 页
    · 装液量对菌体生长和发酵的影响第45 页
    · pH对菌体生长和发酵的影响第45 页
    · 接种量对菌体生长和发酵的影响第45 页
    · 碳源对菌体生长和发酵的影响第45-46 页
    · 氮源对菌体生长和发酵的影响第46 页
    · 不同来源国产蛋白胨和国产酵母粉的筛选第46 页
      · 不同来源国产蛋白胨单因素实验第46 页
      · 不同来源国产酵母粉单因素实验第46 页
    · 有机酸对菌体生长和发酵的影响第46 页
      · 柠檬酸对菌体生长和发酵的影响第46 页
      · 乙酸对2,3-丁二醇发酵的影响第46 页
    · 无机盐对菌体生长和发酵的影响第46 页
    · 起始蔗糖浓度对菌体生长和发酵的影响第46-47 页
    · Plackett-Burman Design设计第47 页
    · Response Surface Methodology分析实验第47 页
    · 培养基优化后的验证实验第47 页
    · 发酵过程维持不同底物浓度对2,3-丁二醇产量的影响第47 页
  · 分析方法第47-52 页
    · 粘质沙雷氏菌菌体浓度测定方法第47-48 页
    · 蔗糖浓度测定原理及方法第48 页
    · 产物测定方法第48-50 页
      · 发酵液中产物的预处理第48-49 页
      · 气相色谱测定乙偶姻和2,3-丁二醇的浓度第49-50 页
    · 副产物的测定方法第50-52 页
      · 发酵液中副产物的预处理第50 页
      · 高效液相色谱测定有机酸等副产物的浓度第50-52 页
  · 实验结果与讨论第52-69 页
    · 种子驯化第52-53 页
    · 温度对菌体生长和发酵的影响第53 页
    · 装液量对菌体生长和发酵的影响第53-54 页
    · pH对菌体生长和发酵的影响第54-56 页
      · 初始pH值对菌体生长和发酵的影响第54-55 页
      · 过程pH值对发酵的影响第55-56 页
    · 接种量对菌体生长和发酵的影响第56-57 页
    · 碳源对菌体生长和发酵的影响第57-58 页
    · 氮源对菌体生长和发酵的影响第58 页
    · 不同来源国产蛋白胨和酵母粉的筛选第58-60 页
      · 不同来源国产蛋白胨的单因素摇瓶实验第58-59 页
      · 不同来源国产酵母粉的单因素摇瓶实验第59-60 页
    · 有机酸对菌体生长和发酵的影响第60-63 页
      · 柠檬酸对菌体生长和发酵的影响第60-61 页
      · 乙酸对菌体生长和发酵的影响第61-63 页
    · 无机盐对菌体生长和发酵的影响第63-64 页
    · 起始蔗糖浓度对菌体生长和发酵的影响第64 页
    · Plackett-Burman Design设计第64-66 页
    · Response Surface Methodology分析实验第66-68 页
    · 优化培养基后发酵过程曲线第68 页
    · 发酵过程中维持不同的底物浓度对2,3-丁二醇产量的影响第68-69 页
  · 本章小结第69-70 页
第3章 发酵工艺优化和补料-分批发酵过程研究第70-81 页
  · 引言第70 页
  · 实验材料与分析方法第70-71 页
    · 菌株第70 页
    · 主要仪器和试剂第70 页
      · 主要仪器第70 页
      · 常用试剂第70 页
    · 培养基第70-71 页
    · 分析方法第71 页
    · 产物得率计算方法第71 页
  · 实验方法第71-72 页
    · 分批发酵第71 页
    · 分批补料发酵第71-72 页
      · 脉冲补料发酵第71 页
      · 恒速补料发酵第71 页
      · 恒底物浓度-呼吸熵(RQ)调控策略第71-72 页
      · pH自控-恒底物浓度-RQ调控策略第72 页
  · 实验结果与讨论第72-79 页
    · 分批发酵第72-73 页
    · 分批补料发酵第73-78 页
      · 脉冲补料策略第73-74 页
      · 恒速补料策略第74-75 页
      · 恒底物浓度-RQ调控第75-77 页
      · pH自控-恒底物浓度-RQ调控策略第77-78 页
    · 发酵罐逐级放大实验第78-79 页
  · 本章小结第79-81 页
第4章 粘质沙雷氏菌表面活性剂缺失工程菌的构建第81-92 页
  · 引言第81 页
  · 材料和方法第81-86 页
    · 菌株、质粒和引物第81-82 页
    · 实验所用仪器第82 页
    · 试剂第82 页
    · 培养基和抗生素第82 页
    · 粘质沙雷氏菌H30基因组DNA的提取第82 页
    · swrw基因片断的扩增第82-83 页
      · swrw基因片断PCR反应体系第83 页
      · swrw基因片断扩增条件第83 页
    · 质粒DNA的制备第83-84 页
    · swrw基因自杀载体构建第84-85 页
      · 限制性内切酶酶切体系第84 页
      · 连接反应体系第84 页
      · E.coli S17-1λpir感受态细胞制备第84-85 页
      · 连接产物转化第85 页
    · swrw基因突变-双亲本杂交第85 页
    · swrw突变株的鉴定第85-86 页
      · PCR鉴定第85 页
      · swrw突变菌发酵上清液乳化性能测定第85-86 页
      · swrw突变菌发酵上清液泡沫性能测定第86 页
    · swrw突变菌与野生菌发酵比较第86 页
    · swrw突变菌3.7L罐的发酵第86 页
  · 实验结果与讨论第86-91 页
    · swrw基因片断的扩增第86 页
    · 自杀载体pUTKm-swrw的构建第86-88 页
    · swrw突变体的PCR鉴定第88 页
    · swrw突变菌发酵液的乳化性能测定第88 页
    · swrw突变菌发酵液的泡沫性能测定第88-89 页
    · 野生菌和swrw突变株摇瓶发酵比较第89-90 页
    · 突变株3.7L发酵罐实验第90-91 页
  · 本章小结第91-92 页
第5章 粘质沙雷氏菌合成2,3-丁二醇相关基因的鉴定第92-106 页
  · 引言第92 页
  · 材料与方法第92-97 页
    · 菌株、质粒和引物第92-93 页
    · 实验所用仪器第93 页
    · 实验所用试剂第93 页
    · 培养基和抗生素第93 页
    · 粘质沙雷氏菌H30基因组DNA提取第93 页
    · 2,3-丁二醇代谢途径相关基因序列的获取第93 页
      · α-乙酰乳酸合成酶基因和α-乙酰乳酸脱羧酶基因序列的获取第93 页
      · 2,3-丁二醇脱氢酶基因的获取第93 页
    · 乙偶姻操纵子的克隆与分析第93-94 页
      · PCR反应体系第94 页
      · PCR扩增条件第94 页
    · 2,3-丁二醇脱氢酶基因的克隆与分析第94-95 页
      · PCR反应体系第94-95 页
      · PCR扩增条件第95 页
    · 2,3-丁二醇代谢途径相关基因的表达第95-97 页
      · 限制性酶切反应,纯化及连接反应第95-96 页
      · 质粒制备第96 页
      · 大肠杆菌感受态细胞制备第96 页
      · 质粒以及连接产物转化第96 页
      · 诱导表达第96-97 页
      · SDS-PAGE电泳第97 页
    · budA、budB和budC基因的生物信息学分析第97 页
  · 实验结果与讨论第97-104 页
    · 2,3-丁二醇代谢相关基因序列的获取第97-98 页
    · 乙偶姻操纵子的克隆第98 页
    · 乙偶姻操纵子测序结果分析第98-100 页
    · 2,3-丁二醇脱氢酶基因的克隆第100 页
    · 2,3-丁二醇脱氢酶基因序列的分析第100-101 页
    · 2,3-丁二醇代谢途径相关基因的表达第101-103 页
      · budA、budB和budC基因表达载体的构建第101-102 页
      · 重组载体的双酶切验证和测序第102 页
      · budA、budB和budC基因的诱导表达第102-103 页
    · budA、budB和budC基因的生物信息学分析第103-104 页
  · 本章小结第104-106 页
第6章 2,3-丁二醇合成调控机制研究第106-125 页
  · 引言第106 页
  · 实验材料与方法第106-112 页
    · 菌株、质粒和引物第106-107 页
    · 实验所用仪器第107 页
    · 实验所用试剂第107 页
    · 培养基和抗生素第107 页
    · 粘质沙雷氏菌H30基因组DNA提取第107 页
    · 调控因子budR突变菌的构建第107-108 页
      · budR基因片断的扩增体系第107-108 页
      · budR基因片断的扩增条件第108 页
      · 限制性内切酶酶切体系第108 页
      · 连接反应体系第108 页
      · E.coli S17-1λpir感受态细胞制备第108 页
      · 连接产物转化第108 页
      · budR基因突变-双亲本杂交第108 页
    · budR突变菌的验证第108-109 页
    · budR缺失对粘质沙雷氏菌生长、产酸和乙偶姻合成的影响第109 页
      · budR缺失对粘质沙雷氏菌生长的影响第109 页
      · budR缺失对粘质沙雷氏菌产酸的影响第109 页
      · budR缺失对粘质沙雷氏菌产乙偶姻的影响第109 页
    · 粘质沙雷氏菌H30中2,3-丁二醇脱氢酶独立存在的验证第109 页
    · 乙偶姻操纵子的启动子分析第109-111 页
      · budR和启动子区域的扩增第109 页
      · 启动子:lacZ融合报告载体的构建第109-111 页
    · budR对启动子区域转录水平的调控第111 页
    · 外部环境对乙偶姻操纵子转录水平的影响第111-112 页
      · 粘质沙雷氏菌电转感受态细胞制备第111 页
      · 电转化方法第111 页
      · pH对乙偶姻操纵子转录水平的影响第111 页
      · 溶氧对乙偶姻操纵子转录水平的影响第111 页
      · 有机酸对乙偶姻操纵子转录水平的影响第111-112 页
    · β-半乳糖苷酶活性测定第112 页
  · 实验结果与讨论第112-123 页
    · budR突变株的构建第112-114 页
      · budR基因片断的扩增第112-113 页
      · 自杀性载体pUTKm-budR的构建第113 页
      · budR基因突变和突变菌的验证第113-114 页
    · budR对粘质沙雷氏菌生长、产酸和乙偶姻合成的影响第114-117 页
      · budR对粘质沙雷氏菌生长的影响第114-116 页
      · budR对粘质沙雷氏菌产酸的影响第116 页
      · budR对粘质沙雷氏菌合成乙偶姻的影响第116-117 页
    · 粘质沙雷氏菌H30中2,3-丁二醇脱氢酶独立存在的验证第117-119 页
    · budR对操纵子中启动子的影响和环境因素对启动子的影响分析第119-123 页
      · budR和budA启动子的扩增第119 页
      · pUC-pbud载体构建第119-120 页
      · lacZ报告载体构建第120 页
      · budR对启动子区域转录水平的调控第120-121 页
      · 外部环境对乙偶姻操纵子转录水平的影响第121-123 页
  · 本章小结第123-125 页
第7章 粘质沙雷氏菌中2,3-丁二醇脱氢酶过表达体系构建第125-135 页
  · 引言第125 页
  · 材料与方法第125-129 页
    · 菌株、质粒和引物第125 页
    · 实验所用仪器第125-126 页
    · 实验所用试剂第126 页
    · 培养基和抗生素第126 页
    · 肺炎克雷伯氏菌基因组DNA提取第126 页
    · BDH表达载体的构建第126-127 页
      · PCR扩增BDH基因第126-127 页
      · BDH与pUC-pbud连接第127 页
      · 连接产物转化第127 页
      · 重组质粒的验证和测序第127 页
    · 重组质粒pPbud-BDH电转粘质沙雷氏菌H30第127 页
    · BDH在粘质沙雷氏菌H30中的表达情况第127 页
    · BDH过表达对粘质沙雷氏菌H30发酵产乙偶姻和2,3-丁二醇的影响第127-128 页
    · 2,3-丁二醇脱氢酶活性测定方法第128 页
    · 细胞破碎条件第128 页
    · Bradford法测定蛋白含量第128-129 页
      · 溶液的配制第128 页
      · 检测方法第128-129 页
      · 牛血清蛋白标准曲线第129 页
    · BDH重组菌3.7L发酵罐实验第129 页
  · 实验结果第129-134 页
    · BDH基因的扩增第129-130 页
    · pPbud-BDH载体的构建第130 页
    · BDH在粘质沙雷氏菌H30中的表达情况分析第130-131 页
    · BDH过表达对粘质沙雷氏菌产乙偶姻和2,3-丁二醇的影响第131-133 页
    · 重组菌3.7L发酵罐实验第133-134 页
  · 本章小结第134-135 页
第8章 总结与展望第135-138 页
  · 论文总结第135-136 页
  · 展望第136-138 页
参考文献第138-150 页
致谢第150-151 页
博士期间发表的论文与专利第151-152 页
附录 英文缩写第152 页

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