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背景：優れた生物学的界面活性剤であるサルファクチンは、微生物の代謝物に由来します。しかし、自然株のsurfactinを生成する能力は低いため、提示された研究は、新しい変異誘発技術を使用して収量を増やすことを目的としています。 結果：大気および室温プラズマ（ARTP）を使用して、Subtilis CICC 10721の突然変異繁殖と、34.2％のより高いサルファクチン収率を持つ変異株M45を実施し、安定したサブカルチャーをスクリーニングしました。発酵速度の研究から、変異株M45の最大細胞乾燥重量、最大成長速度、およびサルファクチン合成パラメーターがすべて元の株のそれよりも大きいことがわかりました。走査型電子顕微鏡とレーザー走査型共焦点顕微鏡の観察により、ARTP治療後に胞子形態が変化し、変異体の細胞内Ca2+濃度が増加したことが示されました。ゲノムの再視線分析により、66の単一ヌクレオチドポアンフィズムの非同義突然変異部位がM45で発生し、M45からの発酵ブロス抽出物の同定結果がC12 -C16サルファクチンで構成されていることが示されました。 結論：ARTP変異誘発は、細菌、膜透過性、およびサルファクチンの合成と分泌に関連する遺伝子の形態を変化させることがわかった。本研究は、surfactinの工業生産と変異誘発メカニズムの理解の基礎を提供します。©2021化学産業協会。
背景：優れた生物学的界面活性剤であるサルファクチンは、微生物の代謝物に由来します。しかし、自然株のsurfactinを生成する能力は低いため、提示された研究は、新しい変異誘発技術を使用して収量を増やすことを目的としています。 結果：大気および室温プラズマ（ARTP）を使用して、Subtilis CICC 10721の突然変異繁殖と、34.2％のより高いサルファクチン収率を持つ変異株M45を実施し、安定したサブカルチャーをスクリーニングしました。発酵速度の研究から、変異株M45の最大細胞乾燥重量、最大成長速度、およびサルファクチン合成パラメーターがすべて元の株のそれよりも大きいことがわかりました。走査型電子顕微鏡とレーザー走査型共焦点顕微鏡の観察により、ARTP治療後に胞子形態が変化し、変異体の細胞内Ca2+濃度が増加したことが示されました。ゲノムの再視線分析により、66の単一ヌクレオチドポアンフィズムの非同義突然変異部位がM45で発生し、M45からの発酵ブロス抽出物の同定結果がC12 -C16サルファクチンで構成されていることが示されました。 結論：ARTP変異誘発は、細菌、膜透過性、およびサルファクチンの合成と分泌に関連する遺伝子の形態を変化させることがわかった。本研究は、surfactinの工業生産と変異誘発メカニズムの理解の基礎を提供します。©2021化学産業協会。
BACKGROUND: Surfactin, a good biological surfactant, is derived from the metabolites of microorganisms. However, the ability of natural strains to produce surfactin is low, and so the presented study aimed to use a novel mutagenesis technology to increase their yields. RESULTS: Atmospheric and room temperature plasma (ARTP) was used to conduct mutation breeding of Bacillus subtilis CICC 10721, and a mutant strain M45 with a higher surfactin yield of 34.2% and a stable subculture was screened out. From the fermentation kinetics study, it was found that the maximum cell dry weight, maximum growth rate and surfactin synthesis parameters of the mutant strain M45 were all greater than that of the original strain. Scanning electron microscope and laser scanning confocal microscope observations showed that the spore morphology changed after ARTP treating, and the intracellular Ca2+ concentration of the mutant increased. Genome resequencing analysis showed that 66 single nucleotide poymorphism non-synonymous mutation sites occurred in M45, and the identification results of the fermentation broth extract from M45 showed that it is composed of C12 -C16 surfactin. CONCLUSION: ARTP mutagenesis was found to change the morphology of bacteria, membrane permeability and genes related to the synthesis and secretion of surfactin. The present study provides a basis for industrial production of surfactin and an understanding of the mutagenesis mechanism. © 2021 Society of Chemical Industry.
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