本期为您推荐华南理工大学潘力教授研究团队发表在知名期刊《现代食品科技》上的一篇文章：米曲霉谷氨酰胺酶在黑曲霉中的重组表达与酶学特性。文章摘要内容如下：谷氨酰胺酶可以催化谷氨酰胺脱氨生成谷氨酸，属于丝氨酸依赖性β-内酰胺酶和青霉素结合蛋白的超家族，有关真菌来源的谷氨酰胺酶表达与性能的报道仍然很少。黑曲霉属于丝状真菌，具有强大的蛋白分泌表达能力以及成熟的蛋白翻译后修饰系统，在工业上已被应用于食品级酶制剂的生产宿主。近年来，黑曲霉的基因组编辑技术已成功建立，将工程菌表达与常压室温等离子体诱变技术（ARTP ）结合，可进一步提高工程菌的蛋白产量。本研究将米曲霉 RIB40来源的谷氨酰胺酶在黑曲霉宿主中分泌表达。基于该研究所建立表型鉴定板与孔板培养的通量鉴定筛选方法成功得到重组表达谷氨酰胺酶的转化子 H-gahB，最高酶活力达到 1.35 U/mL。为了增加目的基因在宿主中的拷贝数，采用 CRISPR/Cas9 基因组编辑技术重新构建高拷贝的谷氨酰胺酶表达菌株C-gahB，其酶活力提高到 3.56 U/mL，约为 H-gahB 的 2.64 倍。进一步采用 ARTP 诱变技术对工程菌进行诱变，获得了谷氨酰胺酶工程菌株 A-gahB，其酶活力提升到 4.16 U/mL，比出发菌株 C-gahB 的酶活力提高了 0.17 倍。纯化后的重组 gahB 的比酶活达到 40.63 U/mg，最适温度为 37 ℃，最适 pH 为 7.0，其在 20 ℃至 40 ℃及 pH 5.5 至 8.0 之间稳定性较好。K+对 gahB 的酶活力具有激活作用，Zn2+和 Mn2+则对 gahB 的酶活力有较为强烈的抑制作用。当盐浓度为 18%时，gahB 表现出 35.38%的相对酶活力。本研究首次在黑曲霉中实现了来源于米曲霉 RIB40 的谷氨酰胺酶 gahB 的重组分泌表达，为此后对米曲霉谷氨酰胺酶的研究提供了基础。 文章精彩内容如下：

7月16日-18日，第一届中国医药化工大会在杭州召开。会议由中国化工学会医药化工专委会主办，浙江工业大学和浙江省生物工程学会承办。大会旨在落实“碳达峰碳中和”“健康中国2030”战略，以“医药化工的创新与发展”为主题，凝聚医药化工领域的优势力量，有力促进产学研之间的交流与合作，帮助学术科研领域更加系统地开展医药化工的基础研究、前沿技术开发、产业关键技术研发与推广应用，推动中国医药产业全方位振兴与突破。浙江省人民政府副省长成岳冲、中国化工学会副理事长华炜、浙江工业大学党委书记蔡袁强和校长李小年出席大会。成岳冲在开幕式上讲话，华炜和蔡袁强分别代表组织单位致欢迎辞。沈寅初、高从堦、陈芬儿、陈坚、彭孝军、郑裕国、任其龙、蒋建东、马光辉、应汉杰等10位两院院士出席大会。来自全国100多家高校、科研院所、企业的近600名代表参会。本次大会上，天木生物重点推广了微流控细胞培养、进化及分选系统和微生物发酵检测系统等多项新技术产品，吸引了众多专家学者企事业单位前来参观，并就各方面的合作进行深入探讨。（高通量微升级液滴单细胞培养与分选系统）（天木生物参展设备）天木生物是一家聚焦高端生物装备和技术的研发与产业化的高科技公司。生物产业是我国的重要支柱型产业，生物育种是生物产业的核心环节，生物产业高端装备开发是生物产业的“卡脖子”工程。天木生物围绕生物育种的三个核心关键步骤：建库、筛选和过程评价进行高端装备技术开发，致力于解决资源库多样性不足、筛选效率低、过程及表型大数据获取困难等‘卡脖子’问题。经过几年的耕耘，天木生物已经成为生物产业知名的高端仪器制造企业和育种技术开发团队。产品的市场推广也带来了良好的行业口碑。以产业需求为导向持续创新是天木生物的安身立命之本，公司将继续在清华大学前沿团队的引领下，继续实施优质科研成果的产业化。持续发展等离子体、微流控和生物传感等核心技术体系，开发面向生物育种、合成生物学、生物表型大数据等多领域的高端装备，不断提升生物产业的技术能力，推动生物产业高质量发展！

本期为您推荐中国科学院天津工业生物技术研究所张大伟研究员研究团队发表在知名期刊《ACS Synthetic Biology》上的一篇文章：Biosensor-Based Evolution and Elucidation of a Biosynthetic Pathway in Escherichia coli。 文章摘要内容如下：                                                                                                                                                                                                                                       提高微生物目标产品的产量往往是一项艰巨的任务。与理性设计方法相比，通过创建突变体文库和高通量筛选进行随机突变的策略可能会更有效地发现和进化目标表型。本研究中，我们开发了一个转录因子生物传感器，它结合了一个代谢反应元件和一个选择模块。该传感器能够特异性地感知细胞内的低浓度苯丙氨酸，并将该信号转化为一个可观察到的表型。应用该传感器，我们通过从核糖核苷酸结合位点库和常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma，ARTP)随机突变库中筛选高产表型，成功地提高了L-苯丙氨酸的产量。此外，我们还鉴定并阐明了几个通过随机突变引入的位点突变，以促进L-苯丙氨酸产量的提高。我们的研究结果提出了一个从大型候选文库中筛选不易观察到的化合物高产菌株的范例，以提高目标化合物的产量。该方法可指导重组代谢途径的进一步应用，并促进重组菌株的定向进化。 文章精彩内容如下：

本期为您推荐上海交通大学徐岷涓研究员研究团队发表在知名期刊《微生物学通报》上的一篇文章：抗性基因报告系统辅助选育厦门霉素 A 高产菌株。 文章摘要内容如下：厦门霉素 A 是厦门链霉菌(Streptomyces xiamenensis)318 菌株的主要次级代谢产物，具有显著的抗纤维化活性及药用潜力。但野生型菌株中厦门霉素 A 的产量仅有 14 mg/L，其生产水平亟待提升。常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma，ARTP)诱变作为一种新型的育种手段，通过在室温范围内产生均匀等离子体射流作用于菌液，启动细胞紧急修复机制，诱使菌株发生随机突变，是一种安全、快速、操作灵活的诱变育种手段，已广泛应用于多种微生物代谢产物的产量提升。本研究通过随机诱变-抗性标记筛选获得高产菌株并进行培养基优化提高厦门霉素 A 的产量。在厦门霉素 A 的生物合成基因簇后融合一个抗性基因，用于报告整个基因簇的表达水平。构建了携带卡那霉素抗性标记的产生厦门霉素 A 的工程菌 MT-XN 作为出发菌株。对该菌株进行一轮 ARTP 诱变，使用 90 mg/L 卡那霉素筛选，得到了厦门霉素 A 产量为 101.7 mg/L 的突变菌株 MA-8。进一步通过响应面法优化培养基配方，在最佳培养基中 MA-8 菌株产生的厦门霉素 A 达到 134.2 mg/L，较野生型菌株提高了 845.1%。采用随机诱变-报告基因筛选系统，可快速发现厦门霉素 A 产量大幅提升的高产菌株，为后续的药物开发奠定良好的基础。 文章精彩内容如下：

本期为您推荐安徽工程大学薛正莲老师研究团队发表在知名期刊《食品科学》上的一篇文章：常压室温等离子体诱变与微生物微液滴培养选育谷胱甘肽高产菌株。 文章摘要内容如下：谷胱甘肽是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的非蛋白类三肽化合物，由于其具有抗氧化性、清除自由基、解毒、美白等功能，被广泛应用于食品、医药和化妆品等行业。因此，近年来国内外对谷胱甘肽的需求呈现出一种上升趋势。目前，酵母发酵法生产谷胱甘肽是工业生产上的主流，常用的生产菌种主要包括酿酒酵母、产朊假丝酵母和毕赤酵母。ARTP 诱变具有高突变率、操作简单、诱变速度快且对环境无污染等优点，是一种新型诱变技术，已被广泛应用到各类微生物菌种筛选过程中。本研究为提升野生毕赤酵母菌株 BY-1 产谷胱甘肽的能力，通过常压室温等离子体诱变技术得到诱变菌株 BY-1-26。进一步在摇瓶培养过程中添加 1,2,4-三氮唑，提高诱变菌株产量。最后将 1,2,4-三氮唑作为筛选因子，利用微生物微液滴培养仪对诱变菌株进行适应性进化，获得了一株高产谷胱甘肽的突变株 BY-2-24，并对其遗传稳定性进行研究。结果表明：出发菌株 BY-1 经过 ARTP 诱变处理、抗性梯度平板初筛、MMC 适应性进化、摇瓶复筛等，可以选育高产谷胱甘肽突变株。突变株 BY-2-24 摇瓶产量达 312.13 ± 2.62 mg/L，较出发菌株提高 134.26%，且经过 7 次传代培养，仍然具有较好的遗传稳定性。同时，生物量提高 118.33%，表明诱变菌株的生长能力得到提高。本研究表明：ARTP 与 MMC 联合应用作为一种简便高效的微生物诱变方式，可用于定向诱变筛选高性能微生物菌株，为高通量选育目标菌株提供了参考。 文章精彩内容如下：

本期为您推荐天津科技大学李意老师研究团队发表在知名期刊《Bioengineered》上的一篇文章：Increasing chitosanase production in Bacillus cereus by a novel mutagenesis and screen method。文章摘要内容如下：壳聚糖酶水解壳聚糖是生产壳聚寡糖的有效方法之一。酶发酵生产的前提之一是选择和培育性能良好的酶生产细胞。目前在发酵生产过程中，壳聚糖酶的低产量不能满足要求，因此有必要通过诱变来提高产量。常压室温等离子体（ARTP）是一种新型的物理诱变技术，与传统的诱变相比，具有突变率高、多样性高等优势。通过ARTP处理，DNA可以被高能带电粒子破坏从而导致菌株突变。因此，它在微生物突变中的应用越来越广泛。本研究对一株生产壳聚糖酶的菌株进行了筛选鉴定，并选择了一种新的诱变方法(ARTP)来提高壳聚糖酶的产量，后对其发酵培养基进行优化，进一步提高了该菌株的酶活性。从土壤样品中筛选并鉴定了一株能产生壳聚糖酶的蜡样芽孢杆菌，采用常压室温等离子体诱变和生物筛选方法获得蜡样芽孢杆菌突变株，壳聚糖酶活性为原菌的2.49倍。经过优化发酵培养基后，突变株的酶活性为原菌的1.47倍。结合上述所有优化实验，突变株的酶活性提高了3.66倍。结果表明，常压室温等离子体诱变和生物筛选方法能显著提高蜡样芽孢杆菌壳聚糖酶的产量，但对该酶的性能影响不大。此发现在其他产酶微生物的诱变中有潜在应用价值。文章精彩内容如下：

液滴微流控技术在高通量筛选中的重要性微生物培养是微生物科学研究和工业应用领域的重要基础，广泛应用于微生物的分离、鉴定、分析、筛选、驯化、适应性进化、菌株改造等方面。然而，传统微生物培养方法主要以试管、摇瓶、固体平板为培养容器，辅以摇床、分光光度计、酶标仪等设备进行微生物的培养、检测和筛选，存在操作繁琐、效率低、耗时、耗力、耗物等问题。近年发展起来的高通量培养手段主要是以微孔板为容器建立起来的培养筛选体系，但微孔板一方面溶氧水平低，混合效果差、蒸发效应和热效应比较严重，常常导致菌种生长状况差，且差异性大；另一方面需要配套昂贵的设备，如移液工作站、酶标仪等，才能实现自动化培养和过程检测。液滴微流控作为微流控技术的重要分支，是近年来在传统连续流微流控系统基础上发展起来的，利用互不相溶的两液相产生分散的微液滴并对微液滴进行操作的非连续流微流控技术。微液滴具有体积小、比表面积大，独立无交叉污染等特点，再结合液滴可控性强、通量高等优势，已经有研究将其用于微生物的高通量培养、驯化、筛选等方面，展现出重要的应用潜力。（源自生物工程学报：高通量自动化微生物微液滴进化培养与筛选技术及其装备化）高通量筛选技术及装备受合成生物行业关注！6月28日（周二），天木生物科技有限公司王立言总经理将出席DT新材料 & 材视平台，在线分享《基于液滴微流控技术的高通量筛选技术及装备》，共探天木生物高通量筛选技术及装备产业化进展。欢迎交流！(搜索关注“天木生物“微信公众号获取直播链接)王立言，博士，高级工程师，清华大学无锡应用技术研究院生物育种研究中心 常务副主任，天木生物科技有限公司董事长、总经理兼技术总监。研究方向包括生物育种与高通量筛选技术研究、高端生物装备的技术开发与科技成果转化。生物育种与高通量筛选核心技术申请专利170余篇，其中发明专利99项；已授权发明专利19项，参与制定国家标准5项。先后主持/参加了北京市科委科技攻关项目、“十一五”国家科技支撑计划、北京市自然科学基金资助项目、中央引导地方发展专项、科技助力经济重点专项、十三五重点研发计划、广东省重点领域研发计划“食品安全”重点专项、江苏省创新基金项目、无锡市创新基金项目等十余项科研项目。近年来，作为国内生物育种高端设备行业的践行者，带领团队围绕突变库建立、细胞筛选和生物培养过程检测与评价，自主完成开发了十余款20多个产品；相关产品构成了高通量、低成本的细胞和生物大分子筛选平台，大幅度提高了研发和生产效率。

本期为您推荐华北制药集团新药研究开发有限责任公司张志江老师研究团队发表在知名期刊《河北工业科技》上的一篇文章：万古霉素高产菌株选育及发酵配方优化。 文章摘要内容如下：万古霉素由东方拟无枝酸菌发酵所得，其通过抑制细菌的生长和繁殖来杀死细菌，是临床上用于治疗由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌引起的严重感染疾病的重要药物。万古霉素的应用日渐增多，在巨大的市场前景下，提高发酵单位、降低生产成本，有利于企业在竞争中占据有利地位。常压室温等离子体具有操作简单、突变率高、获得的突变株稳定性好，已在诸多领域应用并取得成效。本研究为了提高东方拟无枝酸菌产万古霉素的发酵单位，降低生产成本，采用紫外诱变、常压室温等离子体诱变对东方拟无枝酸菌出发菌株V19-02进行诱变处理，通过筛选链霉素抗性突变菌株，选育高产菌株；通过对发酵培养基中碳源和氮源进行筛选，选取葡萄糖、淀粉、低温豆粉、酵母粉４个因素进行均匀设计。结果表明，获得的高产菌株V19-1-07摇瓶发酵单位提高33.7%，且具有良好的传代稳定性；优化后的培养基配比质量分数为葡萄糖8.0%、淀粉1.0%、低温豆粉1.0%、酵母粉4.0%、氯化钠1.0%、磷酸二氢钾0.1%；小试结果证明，优化配方可使50Ｌ罐发酵单位平均达到14110μg/mL，比原始配方提高了28.9%。因此，研究获得的高产菌株 V19-1-07可应用于万古霉素工业化发酵生产，以帮助企业降低成本，进一步提高竞争力。 文章精彩内容如下：

　　阿维菌素是一种具有广谱活性、低毒性、高效的抗生素。作为一种生物杀虫剂，阿维菌素在许多对农作物有害的昆虫十分有效，不仅是用于家畜的抗寄生虫药，而且对人类寄生虫病也有影响。由于这些优点，阿维菌素目前广泛应用于动物保健、农业和人类感染。　　然而，由于相关的筛选工作量和时间限制，在工业应用领域很难使用随机诱变和分子工程学来改造。因此，需要建立一些高通量筛选(HTS)方法来克服这些困难并有效地获得正向突变菌株。 　　江南大学周景文教授团队利用ARTP技术对阿维链霉菌进行突变处理，通过反复实验，确定了荧光染色最佳时间应为20分钟，采用PI和FDA作为荧光探针，对死孢子和活孢子进行鉴别。通过荧光标记后使用FACS进行筛选，从5760个突变体中筛选出19个高产菌株进行初筛，复筛后成功获得阿维菌素高产突变体G9，（相比原始菌株，用摇瓶培养产量提高18.9%，用发酵罐培养产量提高20.6%）。 　　此研究方法也可推广到其他放线菌的改造筛选，通过FACS能进行高速筛选，后续利用多孔板培养，能缩短筛选时间2-3天。并且因为是通过诱变改良的菌株，没有生物安全性的问题，很容易被应用到工业生产中。  　　上述研究成果得到了国家基础研究发展计划（973计划，项目标号2013 cb733602），中国国家自然科学基金（项目编号21390204），江苏省重点研究开发项目（项目编号BE2016689），中央高校基本科研专项资金（项目编号JUSRP51701A），江苏省六大人才高峰项目（项目编号2015-JY-005）等相关项目资助。Fig. 1 Determination of a preliminary screening method.a Absorptionscanning of avermectin. Wide spectrum scans to determine theappropriate concentrations of avermectin standard and culture medium wereperformed. There was an absorption peak at OD245 nm due to the avermectin standard (solid line). Interference ofthe culture medium (dotted line) at OD245 could be nearly neglected. b Relationship between OD245 and avermectinconcentration. The avermectin was diluted to an appropriate concentration withanhydrous methanol. There was a good linear relationship between avermectinconcentration and  D245  Fig. 3 Control of PIand FDA.aThe R1 gatemarked the main position of target spores in the scatter plot. b The backgroundof spores was set as the negative control. c R2 was set as the PI singlepositive area. PI was used to stain absolutely dead spores; the fluorescencewas mainly in the R2 section. d R5 was set as the FDA single positive area. FDAwas used to stain live spores; the fluorescence was mainly in the R5 sectionFig. 6 ARTP mutation primary screening. Atotal of 19 strains were selected for primary screening from 5760 mutants. CKrepresents control strain. The significant difference analysis of other strainswas done compared to control strain. Each point represents the mean of threebiological replicates and error bars indicate the standard derivation.Differences are considered as significant when P value Fig. 7 Second screening in the shakeflasks. Production of avermectin B1a by the optimum strain G9 was improved by18.9% compared to the control strain (CK). The significant difference analysisof other strains was done compared to control strain. Each point represents themean of three biological replicates and error bars indicate the standard derivation.Differences are considered as significant when P value Fig. 8 Production of avermectin in the 15-Lfermenter. Comparison of the original strain and the G9 mutant in a 15-Lfermenter. The original strain and the G9 mutant were cultivated for 281 h in a15-L fermenter at 28 ℃. Avermectin production was 20.6% higher in the mutant than in theoriginal strain. Glucose (G9 mutant, gray squares; original strain, blacksquares); pH (G9 mutant, gray triangles; original strain, black triangles);avermectin (G9 mutant, gray circles; original strain, black circles)

科学仪器是科学研究的重要支撑手段，它不仅是科学家的“眼睛”，发现更多未知世界，而且是科研人员的“三头六臂”，能大幅度提高科研工作效率。种质资源是生物产业的核心。快速构建菌株文库、高通量实现细胞表型检测和筛选、以及迅速实现菌种生产应用等是提高企业育种和研发效率、推动产业发展的关键限速环节。而这些问题的解决，都必须依托相关科学仪器。可以说，科学仪器是生物产业发展的基石。本期“科创中国”生物产业科技服务团专家线上讲座邀请到清华大学长聘副教授 张翀、上海交通大学教授 白林泉，清华无锡研究院生物育种研究中心副主任 高级工程师 天木生物总经理王立言，为我们分享菌种分子选育与高通量筛选技术在生物育种中的应用。时间：6月23日 周四晚 19:00-20:3019:00 主持人 郭美锦 华东理工大学 教授 中国微生物学会生化过程模型化与控制专委会主任19:00-19:30《高通量微生物育种工程》 张翀 清华大学 长聘副教授19:30-20:00《抗肿瘤天然产物安丝菌素的分子生物学高产》 白林泉 上海交通大学 教授 中国微生物学会分子微生物学及生物工程专委会主任20:00-20:30《基于液滴微流控技术的高通量筛选技术与开发》 王立言 清华无锡研究院生物育种研究中心 副主任 高级工程师 天木生物总经理

本期为您推荐南阳师范学院生命科学与农业工程学院柴春月副教授研究团队发表在知名期刊《食品科学》上的一篇文章：1 株高产油脂长孢被孢霉MD-3菌株的诱变育种。 文章摘要内容如下：微生物油脂又称为单细胞油脂，主要是指霉菌、酵母菌、细菌以及藻类等微生物在适当条件下利用碳水化合物、碳氢化合物等作为碳、氮源，辅以无机盐在细胞中产生并贮存在细胞内的甘油酯。微生物油脂的脂肪酸成分较为丰富，许多丝状真菌能合成具有高附加值的不饱和脂肪酸，部分功能性脂肪酸在高等真核生物中具有重要的生物学效应。目前研究比较多的产油脂微生物主要以丝状真菌、酵母菌和藻类为主，在这三类微生物中，丝状真菌以其脂肪酸成分丰富而凸显优势。多数研究结果表明，野生型丝状真菌菌株的油脂含量相对较低，难以满足工业化生产的条件，因此开展以丝状真菌为研究对象，进行高产油脂菌株的人工选育十分必要，通过诱变育种的方法能高效地提高产油微生物的油脂产量。本研究为开发新型高产油脂的微生物菌种资源，以产油植物及其根系土壤为样品，筛选到1 株丝状真菌MD-3，鉴定为长孢被孢霉（Mortierella elongata），其油脂质量分数和产量分别为30.15%和4.67 g/L。经常压室温等离子体诱变处理，获得1 株遗传性状稳定的突变菌株MD-3-7，其油脂质量分数和产量分别为41.69%和6.62 g/L，比出发菌株分别提高了38.27%和41.76%。发现突变菌株菌丝球多呈绒毛状，菌丝变短且密度增加，有利于油脂积累；实时聚合酶链式反应结果表明，突变菌株的乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合酶基因分别上调表达至9.25 倍和4.37 倍。本研究为产油脂微生物的开发利用提供有应用价值的菌源。文章精彩内容如下：

本期为您推荐宁夏医科大学王强老师研究团队发表在知名期刊《饲料研究》上的一篇文章：抗噬菌体L-苏氨酸工程菌的选育及机理分析。 文章摘要内容如下：噬菌体是侵染细菌和放线菌的病毒，具有超显微、无细胞结构、专性活细胞寄生等特征。噬菌体污染现象普遍在氨基酸发酵工业存在，会造成发酵周期延长、发酵产量降低、倒罐、经济损失、浪费时间等问题。大肠杆菌YPT在发酵生产苏氨酸过程中，有时会感染噬菌体，导致苏氨酸产酸指标严重降低，增加苏氨酸生产成本。因此，以YPT为出发菌，拟采用诱变筛选到1株抗噬菌体的突变株。常压室温等离子体（ARTP）是一种能够在大气压下产生温度在25~40 ℃、具有高活性粒子浓度的等离子体流，其富含的活性能量粒子对细菌的遗传物质造成损伤，诱发生物细胞启动SOS修复机制。SOS修复是一种高容错率修复过程，修复过程中会产生种类丰富的错配位点，最终稳定遗传进而形成突变株。本研究通过常压室温等离子体诱变苏氨酸生产菌，筛选获得具有噬菌体抗性的苏氨酸基因工程菌株。从苏氨酸发酵染噬菌体发酵液中分离得到混合噬菌体（P-1）。以P-1为筛选因子，通过常压室温等离子体诱变苏氨酸生产菌YPT、抗性初筛、溶原性验证、噬菌体抗性遗传稳定性验证、发酵罐产酸等验证。结果显示：通过筛选得到1株对P-1具有稳定抗性的苏氨酸生产菌株，命名为YPT-1。在分子水平上对突变株YPT-1抗噬菌体的机制做初步研究。采用CRISPR技术进行敲除验证，证实fhuA基因的缺失可致使菌株获得噬菌体抗性。研究表明，经过初步产酸验证，此菌株产酸指标与对照株（诱变出发菌YPT）相比未下降，且产酸稳定，具有较好的工业化应用价值。 文章精彩内容如下：

本期为您推荐合肥工业大学张洪斌教授研究团队发表在知名期刊《食品与发酵工业》上的一篇文章：诱变选育 D-泛解酸内酯水解酶高产菌及发酵条件优化。 文章摘要内容如下：泛酸，也被称为维生素 B5，D 构型的右旋泛酸为其活性成分，是动物体内合成乙酰辅酶 A 的重要前体物质，也是大多数天然食物中存在的必需微量营养素。合成 D-泛酸的关键在于拆分 DL-泛解酸内酯获得高光学纯度的 D-泛解酸内酯。生物酶法拆分手性药物中间体越来越受到关注，即利用 D-泛解酸内酯水解酶选择性水解 DL-泛解酸内酯中的 D-泛解酸内酯成 D-泛解酸，D-泛解酸在酸性条件下加热得到 D-泛解酸内酯，从而实现 DL-泛解酸内酯的拆分。目前该方法面临的问题是，原始来源菌酶活较低，在工业上很难得到大规模应用。该文以实验室前期筛选得到的一株具有 D-泛解酸内酯水解酶活力的镰孢霉菌（酶活为 1.42 U/mL）为出发菌株，先后利用常温室压等离子和紫外-氯化锂（UV-LiCl）技术，对其进行了四轮递进诱变选育，以筛选得到高活性 D-泛解酸内酯水解酶菌株。实验得到 ARTP 诱变的最佳处理时间为 80 s，UV-LiCl 诱变的最佳处理时间为 80 s（LiCl 浓度 0.6%）。通过变色圈大小初筛和摇瓶复筛，最终筛选得到一株酶活达3.46 U/mL 的菌株 4-80-6，酶活较出发菌株提高了 143.66%，并且通过八代传代培养，该菌株遗传性较为稳定。以20%的底物浓度催化反应时，突变株 4-80-6 水解率由原始菌 11.6%提高到 17.1%，光学纯度由 93.5%提高到 98.3%。对突变株 4-80-6 菌株进行发酵条件优化，得到最佳产酶条件为：培养温度 25 ℃，培养基初始 pH 8.5，接种量10.5%，培养时间 48 h，该条件下酶活为 4.33 U/mL，比优化前提高了 25.14%。该研究结果为 DL-泛解酸内酯酶法拆分的工业应用提供了一种有效策略。文章精彩内容如下：

本期为您推荐福建中烟工业有限责任公司技术中心何伟老师研究团队发表在知名期刊《食品工业科技》上的一篇文章：常压室温等离子体诱变选育淀粉酶菌株及其酶学特性研究。 文章摘要内容如下：α-淀粉酶(α-Amy1ase)是参与食物中糖类物质分解代谢的一种糖苷酶，广泛应用于烘焙、酿造、食品、纺织、饲料、医药、书画文物修复等工业。它主要来自微生物和动植物，而微生物所产淀粉酶因工艺简单、生产成本低而被大范围开发与应用到工业生产中；随着工业的大规模生产，筛选出活力高且稳定的淀粉酶是酶制剂工业关注的焦点。常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变技术相对于传统的诱变技术具有操作简易、条件温和、安全可靠等优势，现已成为诱变领域的研究热点。本研究以云南马龙 C3F-2016 烟叶表面筛选的产淀粉酶菌株为出发菌株，诱变选育高产淀粉酶菌株并研究诱变前后酶学特性。ARTP 技术选育菌株后采用 3,5-二硝基水杨酸法测定诱变前后菌株产生的淀粉酶酶活力，并探讨不同温度、不同 pH、金属离子、紫外光对淀粉酶活力的影响。诱变选育出一株酶活力有较大提高且传代稳定的突变株 Bacillus koreensisFS-103，其淀粉酶活力达 9050 U/mL，较出发菌株提高了 90%。高产突变株 FS-103 所产淀粉酶的最适作用温度为 60 ℃，最适作用 pH 5.5，在 40~50 ℃和pH 5~6 之间具有良好的稳定性，Ca2+、Mg2+对淀粉酶活性具有促进作用，紫外照射对淀粉酶活力影响减弱。此诱变选育产淀粉酶菌株的方法可行，为该类菌株进行酶制剂的研究与开发奠定理论基础。 文章精彩内容如下：

本期为您推荐江南大学周景文教授研究团队发表在知名期刊《食品与发酵工业》上的一篇文章：高产辅酶 Q10 类球红细菌的选育及发酵优化。 文章摘要内容如下：辅酶 Q10（coenzyme Q10，CoQ10）是一种淡黄色的脂溶性醌类，常见于动植物和微生物的细胞内膜中，是天然的抗氧化剂和细胞代谢激活剂，其生产方法主要是发酵法。类球红细菌是一种古老的原核生物，广泛存在于农田、池塘、湖泊和海洋中，可以利用多种小分子有机物为碳源合成增值产品，如微生物蛋白、类胡萝卜素、细菌叶绿素、辅酶 Q10 和长链游离脂肪酸等，国内辅酶 Q10 的生产效率并不能满足当前我国日益增长的需求，国内外研究多采用诱变育种和发酵过程优化来强化辅酶 Q10 的生产。常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma，ARTP）技术因其高突变率、低危险性及操作便利性等优势在国内诱变研究工作中获得了更多青睐，如维生素 K、吡咯喹啉醌和辅酶等重要物质高产菌株的筛选研究进展迅速。该研究以一株具有 CoQ10 生产能力的类球红细菌为出发菌株，其在摇瓶水平上初始 CoQ10 产量为 136.47 mg/L。通过常压室温等离子体诱变和多孔板高通量筛选相结合的方法，确定了 ARTP 诱变处理的时间为 120 s，致死率为 90%。在孔板初筛阶段从 5184 株菌的突变菌库通过高通量筛选方法获得 8 株高产菌株，经过复筛得到一株 CoQ10 的高产突变菌株 7P22，其摇瓶水平 CoQ10 产量达到 158.44 mg/L，相比出发菌株提高了 16.1%。验证其遗传稳定性后，进一步优化了碳源、前体物质、金属离子等，提高了辅酶 Q10 的产量。最后，在 5 L 发酵罐上对突变菌株进行培养条件的优化，CoQ10 产量提高至 1 640.6 mg/L。该研究所使用的结合筛选因子和 Craven test 检测法的高通量筛选方法可以实现简单、高效地获得高产 CoQ10 突变菌株。 文章精彩内容如下：

2022年5月，天木生物顺利通过了ISO9001质量管理体系认证，标志着天木生物迈向高标准、科学化、现代化企业管理的新台阶。自成立以来，天木生物聚焦聚焦高通量生物育种及筛选技术和装备的开发与产业化。围绕生物育种的三个核心关键步骤：建库、筛选和过程评价进行高端装备技术研发，致力于解决资源库多样性不足、筛选效率低、过程及表型大数据获取困难等‘卡脖子’问题，开发了等离子体诱变育种、单细胞微液滴培养及筛选、微液滴连续传代培养进化和生化在线检测仪等四大类十余款产品。顺利通过ISO9001质量管理体系认证，是天木生物各项管理工作的规范化、标准化的重要检测，也是公司持续稳定发展的重要保证。天木生物一如既往的严格执行质量管理体系及各项相关的规章制度，用心创制更多高品质的产品，为用户提供高效可靠的产品和服务！

 图丨Genentech 的联合创始人赫伯特·博耶（Herbert Boyer）博士（左）和风险投资人罗伯特·斯万森（Robert A.Swanson）先生（右）（来源：资料图）Genentech 公司首次成功地将人胰岛素的 DNA 重组到大肠杆菌细胞内的质粒上，让大肠杆菌作为细胞工厂生产出重组人胰岛素，并将其产品化。从此，正式拉开了基因工程的序幕。然而，四十多年过去了，人们在技术层面上重组表达胰岛素，几乎只做了一件事——把外源的 DNA 放进细胞，让这个基因转录成 RNA，翻译成蛋白质，然后再围绕着该外源 DNA 的表达翻译效率做些工程化改造。蛋白要在宿主细胞中高效表达，其实不仅是信息传递。原料供应、肽链延长、翻译后修饰，折叠、分泌乃至应急修复等，诸多环节都有可能影响到蛋白表达的效率。“要让细胞这台精巧的蛋白质‘3D 打印机’高效率运转，在全基因组层面有大量的基因发挥着不可或缺作用。然而，尽管我们在基础研究的层面认识到这件事，但是，到工程层面上，还很难做到全基因组层面的工程化以提升细胞的蛋白表达效率，我们目前的认识还很浅。”清华大学张翀教授表示。张翀是清华大学长聘副教授，国家级青年人才计划获得者，主要研究方向为微生物智能制造，开展高通量基因型-表型关联原创技术与装备的研究，包括微生物工业表型高通量表征与连续进化，全基因组规模基因及位点功能挖掘，基因型与工业表型关联研究装备等。图丨张翀（来源：张翀）迄今为止，细胞工厂已能够生产抗生素、氨基酸、重组蛋白、生物能源、生物塑料乃至“人造肉”，被广泛地应用在生物制造、制药、食品、能源和农业等领域。但是，与重组胰岛素合成的案例一样，目前人们对外源途径改造较多，但对全基因组层面底盘细胞本身了解较少，进而制约了对其系统化工程改造的能力，细胞底盘自身的潜能还没有被系统地挖掘。如果把外源途径的基因序列比作图纸，把细胞比作车间，那么，现有的努力大多是在“图纸”上下功夫，但是仍然十分缺乏对“车间”全局的系统认知和工程化改造的能力。合成生物学细胞工厂构建的核心是如何通过设计合适的基因型，从而得到人们想要的工业表型。张翀教授认为，在基因组时代，科学家可通过各类公开生物学数据库得到大量的基因型相关的测试数据，但是，真正有价值的是能得到与工业表型关联的基因型数据。 从随机诱变到全基因组定制，多项技术催生底盘细胞“发现新大陆”合成生物学细胞工厂构建的核心是如何通过设计合适的基因型，从而得到人们想要的工业表型。张翀教授认为，在基因组时代，科学家可通过各类公开生物学数据库得到大量的基因型相关的测试数据，但是，真正有价值的是能得到与工业表型关联的基因型数据。图丨合成生物学常关注的工业表型（来源：该团队）        随着分子生物学和基因工程研究方法的不断发展，细胞工厂的构建策略经历了不同的历史阶段。相较于早期主要通过非理性诱变育种技术获得目标产物高产菌株的方式，20 世纪 90 年代以来，随着分子生物学、基因工程技术的逐步引入，代谢工程学科正式创立。代谢工程利用重组 DNA 技术对生物体中已知的代谢途径进行有目的的设计，并对细胞内的基因网络进行调控和优化，构建具有特定功能的细胞工厂，例如提高目的产物的产率。然而，代谢工程指导的设计方法大多都基于已知的生物学知识，由于微生物代谢网络中存在诸多可能对目标产物工业表型产生影响的未知因素，或称为“生命暗物质”。这一手段获取新知识的效率不高，细胞工厂改造过程仍然需要耗费大量的时间和精力。图丨细胞工厂设计和构建发展历程与展望 （来源：该团队）那么，为了让让细胞工厂的设计更高效，如何去解析这些“生命暗物质”呢？  “通过自有的技术平台从全基因组层次并行研究微生物特定工业表型与基因型的关系，从而获得大规模的基因型-工业表型关联（genotype phenotype associations，GPA）数据集。”张翀表示。“近年来，高通量 DNA 合成成本的降低、基因编辑技术和二代测序技术的飞跃、高通量检测技术的成熟等多项技术的发展让大规模的 GPA 数据集的挖掘成为可能。这些新挖掘的数据将成为基因组层面的‘新大陆’。”他说。“新大陆”指的是新发现的跟目的工业表型相关联的基因位点，例如他们发现很多意外的、和蛋白质合成有关系的位点，比如氧化应激（Oxidative Stress）对蛋白质合成有积极的帮助等。“基于全基因组规模关联图谱获取新知识并验证其工业价值后，再在底盘上进行系统工程改造，将为系统提升细胞工厂效率提供一条‘发现-工程’相结合的全新路径。”张翀说。通过超高通量、快速、低成本的技术“三部曲”、实现全基因组规模基因型-工业表型关联位点挖掘张翀团队已经成熟打造了一套技术平台，通过该平台，可进行超高通量、快速、低成本地对全基因组规模进行 GPA 数据集的挖掘。该平台的背后有三个核心技术的支撑，分别为：CRISPR 全基因组编辑技术、超高通量液滴微流控单克隆培养筛选一体化技术和合成生物传感技术。图丨全基因组规模 CRISPR 基因干扰文库（来源：该团队）第一，CRISPR 全基因组编辑技术。该团队针对典型的工业宿主建立了细胞全基因组规模可达百万量级 CRISPR 基因干扰文库。这里的“干扰”，指的是把底盘细胞的基因敲低或激活，甚至进行基因编辑[1,2,3]。张翀表示，在该平台通过 CRISPR 编辑技术实现了“高版本”的基因型突变。这里的“高版本”是因其具备可定制、可追踪两大特点。也就是说，科学家可在任意位点设计 sgRNA 的干扰或编辑，并且，在表型变化后，不用测全基因组即可追踪 sgRNA 的具体位置。据悉，目前该团队已有多种成熟工业底盘细胞全基因组编辑细胞文库，并独立开发了全基因组 sgRNA 文库设计软件与 web 应用程序。图丨全基因组 sRNA 文库设计软件工具开发流程（来源：该团队）第二，自主研发具有百万通量级筛选能力的液滴微流控细胞培养及筛选一体化技术。张翀团队结合微流控技术和光电传感与控制及自动化技术开发的“微生物微液滴培养技术 ”，可实现皮升、纳升、微升级多种体积规模下的微生物液滴平行培养、生长曲线测定和适应性进化。该平台采用集成式单克隆培养，单次单克隆数量可超 106 个，与传统方法相比，培养成本降低约 1000 倍 。并且，该平台可自动换液，细胞生长状态高度均一 ，适宜多种成熟工业微生物生长[4]。张翀指出，通过环境条件的控制，液滴内微生物可能实现“工业相似性”培养。“这相当于实现了文库独立的基因型转变为独立的反应器，让它生长出可获取的目标表型。”图丨超高通量液滴微流控单克隆培养筛选一体化平台（来源：该团队）第三，自主研发的高灵敏、毫秒级响应合成生物传感器。通常，对百万个皮升级液滴的表型进行测试，会采用定向的光学技术，尤其是荧光技术。为此，该团队建立了一系列针对蛋白质、小分子浓度定量测试的合成生物荧光传感技术[5,6,7]。通过该技术，可将目标分子浓度定量地转化成荧光信号，其灵敏度高、响应速度快，与百万量级通量的液滴微流控系统完全兼容，为目的代谢物表型-基因型关联图谱的绘制奠定基础。图丨蛋白产量与折叠生物传感器模型（来源：该团队）干湿结合的中心化实验室，整合数据孤岛，打造国内首个合成生物学数据开源使能平台目前，生物科学领域所使用的数据库，例如 NCBI、KEGG、PDB 等，都是靠科学家团队供应离散式数据集成形成的，其主要还是科学属性的数据库。“设想如果我们手头拥有海量工业需求驱动的 GPA 数据库，这样就掌握着设计高效细胞工厂的核心原始数据。”张翀说。他指出，从行业内部来看，合成生物学虽然潜力巨大，但是技术发展得很早期，还有很多问题需要解决。合成生物学是个兼具科学属性与工程属性的交叉学科，但是现阶段，科学属性仍然较重，工程化较弱。尤其是学术界，很多研发的方式还停留在“手工作坊”阶段。张翀认为，通过自动化和高通量技术让科学家做实验的过程变成中心平台化的形式，以此来促进合成生物学从科学属性向工程属性转移。一旦把这个链条打通，未来合成生物学就变成了纯粹的信息科学和数据科学的问题。从生物制造领域来看，细胞工厂设计是未来的发展趋势，从现在离散式的个人实验室变成中心化实验室平台，从分布式的数据向集成的大规模数据生产，这种高度标准化、高质量的数据为最后演变为AI驱动的设计提供了极大的可能性。如果能够利用大规模 GPA 数据集，基于数据科学手段从全基因组范围深度挖掘传统分子生物学手段无法发现的未知关联基因及其位点，将有可能从数据学习的角度绕开理性设计的知识瓶颈，为提高细胞工厂设计和创建效率提供全新的研究范式。此外，由于大规模 GPA 数据集搜索范围更宽（全基因组），不依赖于现有知识，将有可能探索之前理性/半理性所无法达到的表型“高地”，获得生产效率更为高效、生产性能更加优越的下一代定制化细胞工厂。对于该平台，张翀团队对其规划不仅限于对科学家的单点服务，还计划逐渐实行学术端开源，助力多维度合成生物学的数据标准化。以高通量基因型-工业表型关联图谱数据驱动 AI 解析细胞工厂，打造合成生物数据使能平台。该平台用工程手段推进科学研究升级，将辅助科学家实现技术转化，并衔接行业上下游。当平台发展到一定程度，便会积累较高的产业化势能，将来会有多种产业化的可能性。“科学家通过提需求，确认想要做的菌株以及表型后，我们来帮他做实验，再将结果反馈给科学家。同时，我们希望把数据沉淀到平台，同时开放地让学术贡献共同获取，并验证它的应用价值。未来，这会成为若干工业表型图设计的核心驱动力。”张翀说。据悉，该团队已与国内重点高校相关实验室建立广泛合作，如清华大学、天津大学、华东理工大学、上海交通大学、江南大学、中科院上海植生所等。同时，张翀正在为该平台进行技术授权及产业化落地，目前已在筹备成立相关公司并组建技术研发团队，张翀教授出任首席科学家。 对该平台的未来发展，张翀充满期待，他称：“我相信拥有数据的核心资源，也就掌握了细胞工厂设计的核心信息，我们希望这类关键数据库生根在中国，并服务于中国本土的科研与产业。”-End-文章转自 DeepTech深科技     刘雅坤原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/XzmtEshXYE2EvVehboDjAg

阿维菌素是一种具有广谱活性、低毒性、高效的抗生素。作为一种生物杀虫剂，阿维菌素在许多对农作物有害的昆虫十分有效，不仅是用于家畜的抗寄生虫药，而且对人类寄生虫病也有影响。由于这些优点，阿维菌素目前广泛应用于动物保健、农业和人类感染。　　然而，由于相关的筛选工作量和时间限制，在工业应用领域很难使用随机诱变和分子工程学来改造。因此，需要建立一些高通量筛选(HTS)方法来克服这些困难并有效地获得正向突变菌株。 　　江南大学周景文教授团队利用ARTP技术对阿维链霉菌进行突变处理，通过反复实验，确定了荧光染色最佳时间应为20分钟，采用PI和FDA作为荧光探针，对死孢子和活孢子进行鉴别。通过荧光标记后使用FACS进行筛选，从5760个突变体中筛选出19个高产菌株进行初筛，复筛后成功获得阿维菌素高产突变体G9，（相比原始菌株，用摇瓶培养产量提高18.9%，用发酵罐培养产量提高20.6%）。 　　此研究方法也可推广到其他放线菌的改造筛选，通过FACS能进行高速筛选，后续利用多孔板培养，能缩短筛选时间2-3天。并且因为是通过诱变改良的菌株，没有生物安全性的问题，很容易被应用到工业生产中。  　　上述研究成果得到了国家基础研究发展计划（973计划，项目标号2013 cb733602），中国国家自然科学基金（项目编号21390204），江苏省重点研究开发项目（项目编号BE2016689），中央高校基本科研专项资金（项目编号JUSRP51701A），江苏省六大人才高峰项目（项目编号2015-JY-005）等相关项目资助。Fig. 1 Determination of a preliminary screening method.a Absorptionscanning of avermectin. Wide spectrum scans to determine theappropriate concentrations of avermectin standard and culture medium wereperformed. There was an absorption peak at OD245 nm due to the avermectin standard (solid line). Interference ofthe culture medium (dotted line) at OD245 could be nearly neglected. b Relationship between OD245 and avermectinconcentration. The avermectin was diluted to an appropriate concentration withanhydrous methanol. There was a good linear relationship between avermectinconcentration and  D245  Fig. 3 Control of PIand FDA.aThe R1 gatemarked the main position of target spores in the scatter plot. b The backgroundof spores was set as the negative control. c R2 was set as the PI singlepositive area. PI was used to stain absolutely dead spores; the fluorescencewas mainly in the R2 section. d R5 was set as the FDA single positive area. FDAwas used to stain live spores; the fluorescence was mainly in the R5 sectionFig. 6 ARTP mutation primary screening. Atotal of 19 strains were selected for primary screening from 5760 mutants. CKrepresents control strain. The significant difference analysis of other strainswas done compared to control strain. Each point represents the mean of threebiological replicates and error bars indicate the standard derivation.Differences are considered as significant when P value Fig. 7 Second screening in the shakeflasks. Production of avermectin B1a by the optimum strain G9 was improved by18.9% compared to the control strain (CK). The significant difference analysisof other strains was done compared to control strain. Each point represents themean of three biological replicates and error bars indicate the standard derivation.Differences are considered as significant when P value Fig. 8 Production of avermectin in the 15-Lfermenter. Comparison of the original strain and the G9 mutant in a 15-Lfermenter. The original strain and the G9 mutant were cultivated for 281 h in a15-L fermenter at 28 ℃. Avermectin production was 20.6% higher in the mutant than in theoriginal strain. Glucose (G9 mutant, gray squares; original strain, blacksquares); pH (G9 mutant, gray triangles; original strain, black triangles);avermectin (G9 mutant, gray circles; original strain, black circles)本文由天木生物整理，中文内容仅供参考，一切内容以英文原文为准。欢迎转发朋友圈，如需转载请邮件info@biobreeding.com

本期为您推荐贵州大学李祝教授研究团队发表在知名期刊《PeerJ》上的一篇文章，文章原名：Mutation breeding of Aspergillus niger by atmospheric room temperature plasma to enhance phosphorus solubilization ability。文章摘要内容如下：磷在土壤中含量丰富，包括有机和无机形式。然而，大多数磷化合物不能被植物吸收和利用。磷是植物生长发育的第二大必需常量营养素。虽然磷只占植物干重的0.2%，但低磷利用率可以对植物生长和作物产量产生限制。这是由于矿物磷化合物很容易与铝、钙、铁和镁结合在一起，紧密固定在土壤胶体中。因此，许多作物都面临着缺磷的问题。磷酸盐降解微生物已被证明可以提高无机磷化合物的溶解度和提高作物产量。黑曲霉是一种能有效降解土壤中磷化合物的菌株。虽然黑曲霉的增磷能力众所周知，但通过微生物突变育种技术提高菌株的增磷能力和促进植物生长的报道较少。本研究采用大气室温等离子体(ARTP)技术对黑曲霉xj菌株进行突变，采用Mo-Sb比色法对具有较强磷增溶能力的菌株进行筛选。将诱变处理时间设为120s，获得4个阳性突变株：xj90-32、xj120-12、xj120-31和xj180-22；与出发菌株相比，磷溶率分别提高了50.3%、57.5%、55.9%和61.4%。其中，xj120-12是一种高效的磷增溶和促生长菌株，具有良好的应用前景。花生（亚花生）的株高、根长、干、鲜重等生长特性分别增加了33.5%、43.8%、43.4%和33.6%。除有效磷外，增磷突变株的叶绿素和可溶性蛋白含量也有不同程度的增加。结果表明，ARTP诱变技术可以提高黑曲霉突变株的磷溶能力，提高花生植株生物量。文章精彩内容如下：

天木生物为三亚崖州湾种子实验室提供了常压室温等离子体诱变育种仪、全自动高通量微生物液滴培养仪等高端设备，目前已实现稳定应用近日，习近平总书记考察海南，首站来到三亚市崖州湾种子实验室了解种业创新情况，再次指明种子之于中国饭碗、之于粮食安全的重要战略意义。（图片1 习近平总书记考察崖州湾种子实验室 转自人民网）记者12日从洛阳华清天木生物科技有限公司（简称天木生物）获悉，崖州湾种子实验室自去年起就引进了企业自主研发的常压室温等离子体诱变育种仪、全自动高通量微生物液滴培养仪，作为其种业研究专用仪器。在“攥紧中国种子，端稳中国饭碗”的奋斗过程中，“洛阳创新”再次发挥重要作用。一粒种子，连着“国之大者”，关系粮食安全主动权，而种业是保障粮食安全的源头，要“攥紧中国种子”“端稳中国饭碗”，必须做到种源自主可控、种业科技自立自强。“目前在崖州湾种子实验室长期稳定使用的这两款设备，是我们的拳头产品，为‘中国饭碗’拥有坚强‘中国芯’提供了创新保障。”天木生物总经理王立言表示。其中，常压室温等离子体诱变育种仪在世界上首次实现了利用常压室温等离子体技术诱发细胞产生突变，具有诱变机理独特、突变效率高、使用安全便捷等优点。操作员通过全自动操作，即可获得大容量基因突变库，可极大提高建库效率。相关该技术属国际首创，目前已广泛应用于动物、植物及微生物的育种。（图片2 ARTP诱变育种仪）该企业研发的全自动高通量微生物液滴培养仪，在去年成为世界首台基于液滴微流控技术的全自动微生物培养和检测设备。与传统的摇瓶育种相比，该设备在育种效率上提高了200倍。此外，通过保留微生物的培养特性，设备大大提高筛选精度并减少试剂耗材使用量，可大幅降低实验成本。目前，相关设备已在国内多个重点育种机构及高校生物实验室使用，并远销海外，在细分行业占有率达到100%。（图片3 全自动高通量微生物液滴培养仪 MMC）2015年，我市引进“河洛英才计划”清华大学邢新会团队，并以团队为基础组建天木生物。企业扎根洛阳7年以来，充分嫁接清华领先科研团队科研成果，加快产业化进程，以生物产业的重大需求为导向，瞄准生物产业的“卡脖子”环节，坚持自主创新，目前已开发出四大类十余款产品，各产品性能均达国际领先水平，目前应用在高校、研究所和国内外知名企业中，为用户创造经济效益百亿元。下一步，该企业将继续锚定产业风口，积极研发面向生物育种、生物医药等多领域的高端装备，通过加快打造国际一流生物装备开发技术中心、国内领先生物育种技术服务中心和优良种质资源创制中心，不断为推动我国生物产业高质量发展提供“洛阳动力”。——文章转自洛阳日报（洛报融媒记者 陈曦 特约通讯员 苟华云）

近日，天木生物所研发的ARTP产品顺利通过UL认证所有的测试要求，获得美国UL证书，拿到了进军北美市场的通行证。这是天木公司产品在2017年获得了欧洲CE认证的基础上所获得又一国际安全认证证书，标志着天木生物ARTP产品的安全性能已经达到了国际先进水平。美国UL认证主要针对产品安全性能和保护性能，认证测试过程以严格全面、评估周期长著称，是全球范围内最权威的安全认证之一。天木团队研发的常压室温等离子体（ ARTP）育种仪,采用的是一种全新的射频放电技术，该技术使用惰性气体放电，能够在常压室温条件下产生大量高能量的活性粒子；研究表明，活性粒子可以有效的用于细胞的遗传物质并导致DNA结构损伤，进而利用细胞自身高容错率的修复机制，产生大量的突变位点，最终获得大容量的基因突变库。产品具有突变性能更强、突变位点更丰富；测序结果分析表明，该方法比常规方法突变率高1000倍以上；另外，该产品具有放电条件温和，使用方便安全等特点，可广泛用于动物、植物及微生物的育种。

本期为您推荐河北省工业微生物代谢工程技术研究中心马婕老师研究团队发表在知名期刊《中国抗生素杂志》上的一篇文章：替考拉宁高产菌选育及发酵条件优化。 文章摘要内容如下：替考拉宁是与临床相关的糖肽类抗生素，由游动放线菌产生，是5个化学结构相似化合物(T-A2-1、T-A2-2、T-A2-3、T-A2-4和T-A2-5)的混合物，其中，T-A2-2是主要有效成分。替考拉宁是治疗成人和婴儿的多重耐药革兰阳性病原体引起的严重感染的一线疗法,同时也是目前为数不多的临床有效活性药物之一，其未来具有广阔的应用前景,但目前存在着产量低等问题限制了应用。微生物产生次级代谢产物的能力主要由微生物的遗传特性决定，遗传特性可以通过诱变来改变。ARTP诱变技术是近年来新兴的一种具有高效率特点的诱变手段，尤其是在微生物菌种改良选育领域。该技术主要是利用高浓度的活性粒子均匀地作用于微生物，从而改变细胞膜或细胞壁的结构并引起基因损伤，诱发生物细胞启动SOS修复机制，最终导致微生物基因序列及其代谢网络发生相应变化。本研究为获得一株稳定遗传的高产新菌株并提高替考拉宁产量，以替考拉宁产生菌游动放线菌T19为出发菌株，通过常压室温等离子(ARTP)诱变技术，获得一株具有稳定遗传性的高产新菌株，并对转速、接种量、温度和pH等发酵条件进行了优化，确定了最佳的发酵工艺条件，从而提高了替考拉宁的产量。诱变后菌株的发酵效价水平较出发菌株提高了42%；在转速为220 r/min，接种量为7.5%，温度为28℃，pH为6.5时，该菌株发酵效价水平比出发菌株提高了80%。ARTP诱变技术可有效用于游动放线菌的诱变选育，可大幅度提高替考拉宁的产量，为其工业化生产奠定了基础。文章精彩内容如下：

本期为您推荐吉林农业大学生命科学学院汪树生副教授研究团队发表在知名期刊《吉林农业大学学报》上的一篇文章：常压室温等离子体诱变毛头鬼伞降解玉米秸秆木质素的研究。 文章摘要内容如下：毛头鬼伞（Coprinus comatus）又名鸡腿菇，是担子菌门 Basidiomycota 的真菌，是一种对木质素利用没有选择性的白腐菌，能够产生大量的木质素降解酶降解秸秆中外层的木质素，促进秸秆内部纤维素和半纤维素的降解，从而充分利用秸秆中的木质纤维素。提高菌株降解能力可通过物理或化学方法对菌株进行选育诱变，形成突变株，并从中筛选出需要的目的菌株。常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma, ARTP）诱变技术作为一类新型的物理诱变法，凭借其突变速度快、突变体种类繁多成为目前应用广泛的处理方式之一，其原理是通过一定时间的等离子体处理，使微生物基因序列发生不同程度的损伤，进而影响其新陈代谢系统，最终导致微生物性状的改变。本文采用常压室温等离子体诱变技术对毛头鬼伞菌株进行诱变，构建突变体库。筛选出木质素降解能力较强且能稳定遗传的突变株Y9。突变菌株Y9的碱木质素降解率为44.22%，比出发菌株提高了10.71%；对玉米秸秆木质素降解率为44.52%，提高了15.16%。采用Plackett-Burman试验设计得到影响毛头鬼伞降解玉米秸秆木质素显著的三个条件为接种量、发酵时间和固液比，结合响应面法进一步优化突变株的木质素降解能力。确定突变菌株Y9发酵的最佳条件：酵母粉为2g/L，培养基初始pH值为8.0，温度为25 ℃，发酵时间16d，固液比1:3，接种量为4%。在此条件下，玉米秸秆木质素降解率达到47.32%，相较于发酵条件优化前提高了6.28%。为毛头鬼伞在秸秆降解方面的应用提供了优良菌种。 文章精彩内容如下：

本期为您推荐天津大学环境科学与工程学院汪光义教授研究团队发表在国际知名期刊《Mar Drugs》上的一篇文章，原文名称：ARTP Mutagenesis of Schizochytrium sp. PKU#Mn4 and Clethodim-Based Mutant Screening for Enhanced Docosahexaenoic Acid Accumulation。 文章摘要内容如下：作为最重要的多不饱和脂肪酸 (PUFA) 之一，二十二碳六烯酸 (DHA, 22:6) 不仅有益于胎儿神经和视网膜的发育，还可以预防心血管疾病、高血压和血栓等多种人类疾病。由于对人类健康的多重益处，DHA 已成为全球市场需求量很大的重要功能性食品成分。然而，由于缺乏完整的 PUFA 生物合成途径，人类只能从膳食补充剂中获取 DHA。深海鱼类作为目前DHA的主要来源，一般是从海洋微生物，特别是海洋微藻和原生生物中获取PUFA。不幸的是，鱼油的供应受到食品安全、环境和毒性问题的限制，因此需要进一步研究开发有效和可持续的 DHA 替代来源。在这项研究中，我们应用常压室温等离子体 (ARTP) 工具来获得先前分离的裂殖壶菌菌株的突变文库(即，PKU#Mn4)。两轮 ARTP 诱变加上乙酰辅酶 A 羧化酶 (ACCase) 抑制剂 (clethodim) 筛选产生的突变体 A78 不仅表现出更好的生长性能、葡萄糖摄取和 ACCase 活性，而且还增加了 (54.1%) DHA 含量。与在未优化培养基中培养的突变体 A78 相比，培养基成分的优化和补充使 DHA 含量分别提高了 75.5% 和 37.2%。有趣的是，在添加生物素、柠檬酸或柠檬酸钠的培养基中，突变体 A78 的 ACCase 活性明显高于未添加的培养基。该研究为改善含油微生物中 DHA 的积累提供了一种有效的生物工程方法。 文章精彩内容如下：  图 2. 突变体 A78 和在 M4 培养基中培养的 WT 菌株之间的生物量、葡萄糖消耗和 ACCase 活性的动态比较 图 4. 在（a）具有最佳葡萄糖、酵母提取物和海盐水平的 M4 培养基和（b）具有最佳生物素、柠檬酸和柠檬酸钠水平的 M4 培养基中培养的突变体 A78 的生物量和脂肪酸含量 图 6. 不同培养基条件下突变体 A78 的生物量和脂肪酸含量的比较

本期为您推荐四川省食品发酵工业研究设计院有限公司生物发酵研究所王刚老师研究团队发表在知名期刊《食品与发酵科技》上的一篇文章：γ-聚谷氨酸高产菌株选育及发酵条件优化。 文章摘要内容如下：γ-聚谷氨酸（γ-polyglutamic acid，γ-PGA）是由谷氨酸单体通过α-氨基和γ-羧基脱水缩合而成的一种新型生物高分子聚合物，是芽孢杆菌属微生物的次级代谢产物，最早在炭疽芽孢杆菌中发现。γ-聚谷氨酸在水溶性、吸附性与生物可降解性方面表现出优异的性能，是一种优良的环保型高分子材料，在环境保护、沙漠治理、农业、医药、化妆品、食品等领域具有很大的商业价值与社会价值。微生物发酵法由于发酵过程容易控制、产量稳定、提取工艺简单以及便于大规模生产等优点，成为当前γ-聚谷氨酸的主要生产方法。本研究从实验室保藏的产γ-聚谷氨酸地衣芽孢杆菌作为出发菌株，采用60Co-γ射线辐照和ARTP诱变协同复合诱变技术，筛选出了一株γ-聚谷氨酸高产菌株FA-22，产量达20.63 g/L。通过对其培养基组分和摇瓶培养条件优化，确定了菌株FA-22的最适发酵培养基组分：L-谷氨酸20.0 g/L、柠檬酸12.0 g/L、甘油90.0 g/L、NH4Cl 7.0 g/L、K2HPO4 0.5 g/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L、FeCl3·6H2O 0.04 g/L、CaCl2·6H2O 0.15 g/L、MnSO4·H2O 0.104 g/L，pH值7.5；最佳摇瓶培养条件：接种量10%、转速220 r/min、温度37 ℃，装液量80 mL/500 mL、发酵周期72 h；在此条件下，γ-聚谷氨酸产量达32.53 g/L，较优化前产量提升了57.68%，为后期的中试发酵奠定了良好的基础。 文章精彩内容如下：    

本期为您推荐江南大学生物工程学院饶志明教授研究团队发表在国际知名期刊《Bioresource Technology》上的一篇文章，原文题目：Enhancing L-glutamine production in Corynebacterium glutamicum by rational metabolic engineering combined with a two-stage pH control strategy。文章摘要内容如下：L -谷氨酰胺被认为是一种条件必需氨基酸，在微生物中，L-谷氨酰胺作为氨基酸供体在细胞氮运输中发挥重要作用。由于酶促合成L-谷氨酰胺耗时且成本高，工业生产的L-谷氨酰胺主要是通过微生物发酵生产的。随着L-谷氨酰胺的年需求量逐年增加，人们对更经济、更高效的L-谷氨酰胺生产产生了极大的兴趣。在此期间，相关研究尝试利用许多工程方法来提高L-谷氨酰胺的产量，包括增加关键酶的活性、削弱竞争途径、增加辅因子供应、DNA旋转酶突变、紫外线或化学方法进行的传统随机突变等，但由于效率低和安全性问题而受到限制。最近，本研究为了提高L-氨基酸的产量，开发了一种新颖且强大的常压室温等离子体（ARTP）诱变方法。本研究中，首先通过ARTP诱变结合高通量筛选产生了一株效价为25.7±2.7 g/L的谷氨酸棒杆菌L-谷氨酰胺产生菌株。随后，采用一系列合理的代谢方法进一步提高L-谷氨酰胺的产生，其中包括增加L-谷氨酰胺的碳流量（proB和NCgl1221敲除），提高关键酶的催化效率（glnE敲除和glnA筛选和过度表达），以及加强ATP再生（ppk过度表达和RBS优化）。最后，提出了两阶段pH控制策略，以解决细胞生长和L -谷氨酰胺产生过程中pH要求不一致的问题。这些组合使菌株的L-谷氨酰胺滴度比初始菌株提高186.0%，达到73.5±3.1 g/L，产率为0.368±0.034 g/g葡萄糖。文章精彩内容如下：  图1采用ARTP诱变法获得l-谷氨酰胺产生菌株 图2 proB和NCgl1221敲除对l-谷氨酰胺发酵的影响 图4 ATP再生系统的引入及RBS的优化对l-谷氨酰胺生产的影响

本期为您推荐贵州大学李祝教授研究团队发表在知名期刊《生物技术》上的一篇文章：青枯雷尔氏菌拮抗菌黑曲霉xj的ARTP诱变选育。文章摘要内容如下：青枯雷尔氏菌是青枯病的主要致病菌，可致番茄、花生、芝麻、茄子和辣椒等400 多种植株在不同时期和部位发病。目前青枯病主要以化学防治为主，但长期使用化学药剂会造成一定环境污染并易诱发病原菌的抗药性。因此，开发作用机制独特的新型生物防治药剂成为当今青枯病病害防治的热点之一。近年来，有研究发现复合菌剂能提高叶片 SOD、CAT和 PAL的酶活性，防治效果显著。而黑曲霉常作生物防治中的拮抗菌株，其对根癌农杆菌、青枯雷尔氏菌和桔青霉等均具有抑制作用。其广谱抑菌性和安全性，常被作为优良生防菌应用在农业生产上。但随着时间推移，菌株拮抗能力下降明显，存在退化和遗传性状不稳定等问题，物理诱变法筛选获得抑菌活性较强的正突变株是提高原始菌株拮抗能力的有效方法。因此，为了在该菌株现有抑菌活性基础上提高菌株抑菌活性并提高菌株遗传稳定性，本研究使用常压室温等离子体（ARTP）对黑曲霉xj进行诱变研究。在本研究中，ARTP诱变黑曲霉xj 120 s时，我们筛选得到一株遗传稳定且具有高效拮抗能力的菌株120S-8，菌株120S-8连续传代14代变异系数比出发菌小且抑菌活性无明显下降，菌株120S-8抑菌圈直径（36.43 mm±1.41 mm）相比出发菌抑菌圈直径（27.85 mm±2.22 mm）增加30.8%，生长稳定期（3 d）较出发菌株（4 d）提前1d到达，最小抑菌浓度（7.50 g/L）较出发菌株（15g/L）低50%，且抑菌谱更广。常压室温等离子体诱变技术处理黑曲霉xj后，菌株抑菌活性在现有基础上提高了50%，同时遗传性稳定性增强了13.5%。为研发黑曲霉应用于青枯病的生物防治提供菌株资源。文章精彩内容如下： 图1 黑曲霉诱变致死率和正突变率 图2 黑曲霉xj与120S-8生长曲线

本期为您推荐青岛农业大学山东省应用真菌重点实验室田雪梅教授研究团队发表在《菌物学报》上的一篇文章：常压室温等离子体诱变选育花脸香蘑新菌株。文章摘要内容如下：花脸香蘑是我国北方常见的食药用真菌之一，具有良好的抗癌、提高免疫以及抗氧化等功能，属食药兼备的优良珍稀食药真菌。花脸香蘑多在夏秋季节生长于山坡草地、草坪等处，属草腐真菌，目前主要以野生为主，数量稀少且随环境条件变化而不稳定，因此人工栽培花脸香蘑具有广阔的市场前景。2000年以来，国内福建、贵州、广西等地陆续有少量花脸香蘑人工驯化栽培的报道出现，研究工作主要集中在花脸香蘑菌丝生长条件、培养料配方及覆土出菇条件等方面，关于花脸香蘑优良菌株选育的研究尚未见报道。本研究利用常压室温等离子体（ARTP）技术对野生花脸香蘑菌株 610 双核菌丝片段进行了诱变处理。利用拮抗试验进行了诱变菌株初筛。通过连续传代培养，自然淘汰劣势菌株并获得诱变效应稳定的 48 个菌株。综合平板培养和基于 ISSR 和 SSR 联合遗传多样性分析的结果，筛选出 7 个诱变菌株与出发菌株共同进行出菇比较试验。出菇试验及子实体蛋白和氨基酸营养分析的结果显示：诱变菌株 Ls2 和 Ls3 为筛选出的花脸香蘑优质高产新菌株。诱变菌株较出发菌株生物学效率分别提高 10.27%和 14.75%，总氨基酸含量、必需氨基酸含量以及氨基酸评分等指标也均显著高于出发菌株，品质提升效果极显著。 文章精彩内容如下：  图 2. 第20代诱变菌株ISSR与SSR联合聚类分析图谱 图 4. 花脸香蘑子实体蛋白及氨基酸含量比较 图 5. 花脸香蘑子实体蛋白质营养评价

本期为您推荐河北中医学院安丽平副教授研究团队发表在知名期刊《中国酿造》上的一篇文章：常压室温等离子体诱变选育耐酸酿酒酵母菌株。 文章摘要内容如下：在果酒发酵过程中，酿酒酵母能将原料中的糖转化为酒精，并在挥发性代谢物的合成中起着重要的作用，但酿酒酵母工业化应用中不可 避免要面临的问题是菌种在生产过程中对酸性环境的适应能力。pH值在调节微生物的生长和代谢方面应发挥关键作用，低pH环境可诱导酵母细胞脱水、质壁分离，甚至细胞失活，还会导致果酒酸涩、口感较差。一般来说，酿酒酵母的最适pH值在3.8～6.0之间，部分经选育后用于果酒发酵的菌株可以耐受pH值为3.2。但是，果酒在生产时pH值往往低于3.0，较低的pH环境严重抑制了微生物的活性，可能导致发酵时间延长，口感变差，最终影响果酒的整体品质。因此，获得对酸性有较强耐受力的酿酒酵母菌株成为优化果酒生产的有效方法。常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasmas，ARTP）诱变技术因设备结构简单、成本低、安全性高、突变谱广和突变率高等特点，近年来在工业微生物育种中发挥着重要的作用。ARTP技术成功应用的对象包括细菌、真菌和微藻等，经过诱变后菌种的生长、生产能力以及耐受力等方面均得以改善。本研究利用常压室温等离子体（ARTP）诱变方法对实验室保藏的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）SC-62进行诱变，通过试验确定最佳诱变条件为处理时长80 s，此条件下菌株SC-62致死率84%。将诱变获得的菌株进行初筛、复筛和发酵性能测定。结果显示，筛选出一株耐酸性强、发酵性能优良的正突变菌株A-107，其在pH为2.5的发酵培养基上培养6 d后测得的发酵力[6.21 g CO2（/ 100 mL·24 h）] 和酒精产量（11.52%vol）较出发菌株SC-62分别提高了37%和30%，突变菌株A-107可耐受16%乙醇、100 g/L NaCl、500 g/L葡萄糖，耐受性和遗传稳定性良好。 文章精彩内容如下：  图1 诱变时间对酿酒酵母菌株SC-62致死率的影响 表1 酿酒酵母菌株耐受性能测定结果  图2 菌株A-107遗传稳定性测定结果

本期为您推荐江南大学陆健教授研究团队发表在知名期刊《食品与发酵工业》上的一篇文章：枸杞酒酿酒酵母的选育及其产香性能分析。 文章摘要内容如下：发酵型枸杞酒相较于浸泡型枸杞酒能保留构杞中原有的活性物质，且酒精度低、适应人群广。目前发酵枸杞酒所用酿酒酵母为葡萄酒、果酒通用酵母，因缺少专用的酿酒酵母导致发酵枸杞酒酒体单薄、风味不足、缺乏典型性等问题。因此，选育适合特定水果发酵的酿酒酵母是酿酒行业持续关注并亟需解决的问题。现代生物育种方法主要有诱变、基因工程及原生质体融合技术等。近年来，有团队通过常压室温等离子体诱变（atmospheric and room temperature plasma，ARTP）、高通量筛选（high-throughput screening，HTS）以及适应性实验室进化定向选育了1 株耐酸性强、产香性能良好、用于青梅酒发酵的酿酒酵母 ET008-c54。 与其他育种方法相比，ARTP 诱变技术进行微生物育种具有突变频率高、操作简单、成本低、安全、无污染等特点。因此针对枸杞酒香气不足且典型性不突出等问题，选育适用于枸杞果汁发酵的酿洒酵母，是提高枸杞酒香气质量的根本所在。本研究中，通过常压室温等离子体对酿酒酵母 M-23 进行诱变，结合高通量筛选技术，最终选育出酿酒酵母菌株 M-23-7-14。采用气相色谱-质谱法对自酿枸杞酒和 2 种市售枸杞酒（健康快车、金色传杞）中的主要挥发性化合物进行定性和定量研究，并结合气味活性值分析，评价不同枸杞酒的香气特征。结果表明：选育的酿酒酵母与市售酿酒酵母在发酵枸杞酒的基本理化指标上无显著差异，其中，选育获得的 M-23-7-14 与出发菌株 M-23 相比，枸杞酒的主要风味物质相对总量提高了 37.0%，并在感官评价中有最高得分；3 种枸杞酒中 OAV>1 的物质分别为 9、7 和 7 种，其中，自酿枸杞酒中挥发性化合物的种类和含量均高于 2 种市售枸杞酒；乙酸异戊酯、丙醇和异戊醇是对 3 种枸杞酒贡献最大的特征香气成分。该文通过采用 ARTP 和 HTS 相结合的方法选育出酿酒酵母 M-23-7-14。为解决枸杞酒香气不足、缺乏典型性的问题提供了理论依据，对枸杞酒产业的发展具有一定的意义。 文章精彩内容如下：图 1 不同处理时间下 M-23 致死率图 2 M-23-7-14 遗传稳定性的验证表3 ARTP诱变后枸杞酒主要风味物质的相对含量