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本期为您推荐华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室国家生化工程技术研究中心庄英萍教授研究团队发表在《华东理工大学学报（自然科学版）》上的一篇文章：等离子体作用结合氧限制模型选育辅酶Q₁₀高产菌株。

文章摘要内容如下：

辅酶Q₁₀（Coenzyme Q₁₀）是一种广泛存在于生物体细胞膜上的脂溶性化合物，具有抗氧化、清除体内自由基以及促进ATP合成等生理功能。微生物虽然可以产生辅酶Q₁₀，但野生型菌株其辅酶Q₁₀的天然产量都较低，不能满足工业大规模生产降低成本的目标，需要通过选育高产菌株、优化发酵工艺和提高分离纯化效率等手段最大限度地提高辅酶Q₁₀的产量。类红球细菌（Rhodobacter sphaeroides）是近年来常用的辅酶Q₁₀生产菌株。

本研究将常温常压等离子体（Atmospheric and room temperature plasma，ARTP）诱变和无水亚硫酸钠构建的氧限制筛选模型相结合，通过建立适合辅酶Q₁₀生产菌株的24孔板高通量快速培养技术，选育类球红细菌耐氧限的高性能突变株。实验结果表明：该菌株诱变筛选最适的ARTP诱变时间为25s，最佳的氧限制平板上无水亚硫酸钠的质量浓度为0.4g/L，24孔板对于该菌的氧传递最优的装液量为2mL和发酵周期为48h，最终选育出了能够在氧限制条件下菌体生长和辅酶Q₁₀合成效率高的突变菌株Rhodobacter. sphaeroides F5D13。在5L发酵罐成批培养过程中，该高产菌株表现出了较强的氧亲和力，单位菌体的合成效率比出发菌株提升了18%。

ARTP是由工作气体在外加射频电场作用下，产生温度在25-40℃之间的等离子体射流，其中包含了大量的活性粒子（如电子、离子、激发态原子、分子等），可以在常压下处理微生物，使DNA等遗传物质的分子结构发生改变，研究表明ARTP对活细胞DNA的损伤强度远高于其它诱变源，因此ARTP诱变比传统诱变手段更为高效，目前已成功用于100多种微生物的诱变育种。本研究通过ARTP作用的方式获得辅酶Q₁₀高产突变株，并首次构建氧限制模型，从而快速筛选出辅酶Q₁₀高产突变株，并在5L反应器中展开了验证。

文章精彩内容如下：

图4 正常平板（a）与0.2g/L无水亚硫酸钠的平板（b）培养菌落形态对比

图6 菌株遗传稳定性验证

图7 5L反应器中出发菌株和高产菌株发酵过程变化的差异