[發(fā)明專利]一種赤霉素GA4的發(fā)酵工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211304462.3
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115491401A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶志奎;黃和;施天穹;周金龍;諶鵬飛;周圣驕;聶波;廖海兵
• 申請（專利權(quán)）人: 江西新瑞豐生化股份有限公司;南京師范大學(xué)
• 主分類號: C12P27/00
• 分類號: C12P27/00;C12R1/77
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 周體輝

本發(fā)明公開了一種赤霉素GA4的發(fā)酵工藝，其中涉及一株產(chǎn)赤霉素GA4的菌株，該菌株分類命名為：藤倉赤霉(Fusarium fujikuroi)NRF01，已于2022年5月19日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為CCTCCNO.M2022683)，發(fā)酵過程采取分階段控制發(fā)酵條件，流加補(bǔ)糖控制發(fā)酵液總糖濃度在0.5?1.0％，流加補(bǔ)氮源控制發(fā)酵液氨基氮濃度在84?126mg/L，發(fā)酵5?7天，赤霉素GA4發(fā)酵水平為2186mg/L，本發(fā)明提供了一種赤霉素GA4發(fā)酵工藝及其應(yīng)用研究，該菌株能夠在較短發(fā)酵周期內(nèi)產(chǎn)生較高產(chǎn)量的赤霉素GA4。通過對該菌株的逐級培養(yǎng)，發(fā)酵過程采取分階段控制發(fā)酵條件，流加補(bǔ)糖控制發(fā)酵液總糖濃度，流加補(bǔ)氮源控制發(fā)酵液氨基氮濃度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物工程的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種赤霉素GA4的發(fā)酵工藝。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及到赤霉素GA1、GA4、GA7，主產(chǎn)物GA4結(jié)構(gòu)式如下：

赤霉素GA4

赤霉素(Gibberellins，GAs)是一類屬于雙萜類化合物的植物激素，廣泛存在于高等植物、真菌和細(xì)菌中。其種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)的赤霉素共有136 種，總稱為赤霉素類(GAs)。其中具有生物活性的主要是GA1、GA3、GA4和 GA7。GA4活性相對較溫和，具有多種生理功能，比如刺激植物細(xì)胞伸長，使植株長高，葉片增大；打破種子、塊莖、塊根的休眠，促使其萌發(fā)；刺激果實生長，提高結(jié)實率或形成無籽果實；促進(jìn)一些需要低溫才能通過生育階段的植物提早花芽分化；使一些植物在短日照條件下也能抽苔開花；能誘導(dǎo)α- 淀粉酶形成，加速胚乳細(xì)胞中貯藏物質(zhì)的水解；提高坐果率，促進(jìn)果實生長，延緩果實衰老。GA4因其獨(dú)特的活性與優(yōu)勢正受到越來越多的關(guān)注。國內(nèi)從 90年代以來以中國農(nóng)大為代表，對赤霉素GA4進(jìn)行了較深入的系列研究，目前赤霉素GA4主要是通過液體深層發(fā)酵法獲得。但是生產(chǎn)過程中主要存在兩個突出問題，一是，赤霉素GA4的發(fā)酵水平低；二是，副產(chǎn)物多，主要是GA1和GA7，GA4在脫氫酶作用下轉(zhuǎn)化成GA7，GA7和GA4在13-羥化酶作用下轉(zhuǎn)化成GA3和GA1，導(dǎo)致GA4分離純化成本高，嚴(yán)重阻礙了其大規(guī)模的商業(yè)化運(yùn)用。國內(nèi)外對于GA4的研究報道較少，浙江錢江生物化學(xué)股份有限公司通過誘變選育篩選獲得一株藤倉赤霉菌(CN201510630480.4)，在搖瓶中培養(yǎng)9天，赤霉素GA4產(chǎn)量達(dá)到1447mg/L，赤霉素GA7含量低于3％，發(fā)酵周期長。浙江工業(yè)大學(xué)金志敏等(CN200810061778.8)公開了一種從赤霉素GA4+7混合物中分離赤霉素GA4的方法。南京工業(yè)大學(xué)楊文革等(CN201210464476.1)公開了一種GA4和/或GA7的分離純化方法，也就是從GA4+7混合物中獲得單一的GA4或者GA7。南京工業(yè)大學(xué)楊文革等(CN201710214169.0)公開一種赤霉菌發(fā)酵生產(chǎn)赤霉素GA1和GA4工藝，在搖瓶中發(fā)酵9天赤霉素GA1發(fā)酵水平達(dá)到2950mg/L，赤霉素GA4發(fā)酵水平達(dá)到1441mg/L，同樣存在發(fā)酵周期長的問題，并伴隨著大量的副產(chǎn)物赤霉素GA1的產(chǎn)生，增加了分離純化成本。Geetanjali等通過紫外誘變獲得一株形態(tài)突變菌株Gibberellafujikuroi Mor-189，在以小麥面筋為唯一氮源的培養(yǎng)基中，補(bǔ)料分批培養(yǎng)7天，赤霉素 GA4的產(chǎn)量達(dá)到600mg/L(GeetanjaliLale,RamchandraGadre.Enhanced productionofgibberellinA4(GA4)byamutantofGibberellafujikuroi inwheatglutenmedium.JournalofIndustrialMicrobiology Biotechnology.2010,37:297-306)。

從總體生產(chǎn)性能考慮，這些菌株或者工藝并不適合赤霉素GA4規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種赤霉素GA4的發(fā)酵工藝，通過雙階段控制發(fā)酵條件，發(fā)酵過程中補(bǔ)入碳源控制總糖濃度，并且補(bǔ)入氮源控制氨基氮濃度，提高赤霉素GA4的產(chǎn)量。