古生菌 古生菌 1472 - 3654 1472 - 3646 Hindawi 10.1155 / 2021/8888712 8888712 研究文章 保利(3-Hydroxybutyrate)的生产 Haloarcula, Halorubrum, NatrinemaHaloarchaeal属使用淀粉作为碳源 https://orcid.org/0000 - 0002 - 7390 - 2270 Karray 开罗的 1 https://orcid.org/0000 - 0002 - 7238 - 0730 本•阿卜杜拉 马奈尔· 1 Baccar Nidhal 1 https://orcid.org/0000 - 0001 - 9376 - 5325 Zaghden 喀 1 https://orcid.org/0000 - 0002 - 2115 - 2981 Sayadi 萨米 2 春天 Stefan 1 实验室的环境生物处理 法克斯生物技术中心 1177年英国石油公司 3018年斯法克斯 突尼斯 cbs.rnrt.tn 2 可持续发展中心 学院的艺术与科学 卡塔尔大学 2713年多哈 卡塔尔 qu.edu.qa 2021年 27 1 2021年 2021年 26 6 2020年 15 1 2021年 19 1 2021年 27 1 2021年 2021年 版权©2021 Fatma Karray et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

微生物生物塑料的生产,来自保利(3-hydroxybutyrate) (PHB),对塑料污染提供了一个不错的选择。与其他极端微生物相比,嗜盐古生菌被认为是细胞PHB工厂生产通过使用可再生,廉价的碳源,从而降低发酵成本。本研究旨在筛选33嗜盐古生菌分离三个浓缩文化从突尼斯咸水湖泊,盐湖盆地El木标枪使用淀粉作为唯一碳源的尼罗红/苏丹黑染色,进一步证实了PCR扩增 phaC和 阶段聚合酶基因。14隔离被认为是积极的候选人PHA生产和检测在两个季节。这些菌株的鉴定通过16 s rRNA基因分析显示他们的关系 Halorubrum, Natrinema, Haloarcula属。其中,三个PHB-producing菌株,CEJ34-14, CEJ5-14 CEJ48-10,相关 Halorubrum chaoviator, Natrinema螺旋体, Haloarcula tradensis被发现是最好的实现值为9.25,7.11和1.42%的细胞干重(CDW),分别。我们的研究结果强调, Halorubrum, Natrinema, Haloarcula属是有前途的候选人的PHB生产用可溶性淀粉作为碳源在高盐度(250 g L1氯化钠)。

 Ministere de l 'Enseignement特级et de la任职 1。介绍

塑料是一种非常有用的材料,其生产增长。数百万吨的非降解性塑料最终每年在我们的自然环境影响我们的健康,野生动物,陆地和海洋栖息地 1]。出于这个原因,polyhydroxyalkanoates (pha)可生物降解和生物相容性的聚合物已被提升为以石油为原料的替代传统塑料( 2, 3]。pha合成各种各样的细菌和古菌的各种碳源和作为细胞内存储化合物生存不平衡条件下( 4, 5]。极端嗜盐古生菌,居住在高盐环境中含高盐份浓度,喜欢各种潜在的应用,包括polyhydroxyalkanoates的合成。保利(3-hydroxybutyrate) (PHB)是第一个生物塑料种类的死海中找到 Halobacterium1972年( 6]。此后,微生物包括极端嗜盐古生菌属于属 Haloquadratum, Halorubrum, Halobacterium, Haloterrigena, Haloferax, Natronococcus, Natronobacterium, Haloarcula, Natrinema, Halogeometricum, Halopiger, Halobiforma, Halococcus还发现了PHB积累大量的( 7- - - - - - 9)使用殖民地/细胞染色方法、分子工具针对PHA合酶基因,并分析技术如傅里叶变换红外光谱学、巴豆酸分析,气相色谱,液相色谱( 10]。

这些生物可以利用各种可再生碳源和PHB释放细胞容易被溶解在蒸馏水,从而降低其生产成本高( 11]。最近的一些调查表明,生产力的PHB的古细菌菌株获得使用葡萄糖为唯一碳源( 9, 12, 13比与其他基质(废物和酒糟预处理) 14, 15]。PHB,然而,很少有研究探索的基础上生产的热点使用淀粉已报告,尽管其广泛的可用性( 16, 17]。因此,它是重要的选择压力能够利用PHB生物合成的淀粉基板。

盐湖盆地El木标枪,最大的盐湖,位于南部的突尼斯。此外,这个湖是最大的一个在非洲的北部(5360公里2与盐浓度高于33%氯化钠() 18]。thalassohaline盐成分,尽管其起源大陆。它可能被淹没在冬天和蒸发沙漠在旱季。这些气候条件使盐湖盆地的一个短暂的极端环境。我们先前的研究描述了微生物多样性在盐湖盆地厄尔木标枪湿和干燥的季节,用文化和分子的方法。嗜盐的厌氧发酵菌株被分离从表面沉积物 19, 20.]。文化无关的技术,针对16 s rRNA和功能标记编码异化的亚硫酸盐还原酶beta-subunit基因( dsrB),甲基辅酶还原酶( mcrA),展示了丰富而多样的原核社区,硫酸盐还原菌(SRB),和产甲烷菌,分别 20., 21]。此外,嗜盐的有氧细菌和古细菌的分离菌株胞外水解酶生产已经取得了在盐湖盆地厄尔木标枪 22]。因为古菌数量细菌研究样本,在这里,我们的目的是扩大的可能性PHA合成盐湖盆地的古生菌厄尔木标枪。这项研究的目标是(1)浓缩,隔离,和筛选PHA-accumulating嗜盐古生菌在水中或水/沉积物混合样本收集的盐湖盆地厄尔木标枪在这两个季节使用表型和分子方法;(2)识别和表征PHA-producing隔离,利用淀粉作为碳源;(3)识别和量化生产的聚合物。

 2。材料和方法 2.1。样品收集

样品(S1-10)和(S6M-14;S6W-14)收集干(2010年10月)和湿季节从大陆季节性湖泊(2014年1月),分别盐湖盆地厄尔木标枪。高盐度水或水/沉积物混合样本收集在不同的位置,大约从表面清廉厘米。样品被收集在无菌瓶,带到实验室在三个小时内,和无菌保持在4°C到分析。抽样的环境参数表中列出的网站 1正如之前报道的( 20.]。

采样地点、条件和分布的嗜盐的分离。

样本类型 样本 网站 地理位置 pH值 盐度(%) 温度(°C) 隔离的总数
水和沉积物 S1-10 网站1 33°54 ′ 42.21 ” N 8°31 ′ 7.98 ” E 6.61 34.6 23 11
水和沉积物 S6M-14 网站2 33°54 ′ 44.15 ” N 8°31 ′ 9.01 ” E 7.61 27.6 19 20.
超咸水 S6W-14 网站2 33°54 ′ 44.15 ” N 8°31 ′ 9.01 ” E 7.61 27.6 19 2
2.2。浓缩和隔离Polyhydroxyalkanoic酸(PHA)生产古生菌

样品被培养丰富PHA-accumulating介质(每升氯化钠,250克;MgCl26 H2哦,10 g;MgSO47小时2啊,15克;氯化钾,4 g;CaCl22 H2啊,1 g;NaHCO3,0.5克;酵母提取物,1 g)补充1%的可溶性淀粉在37°C在180 rpm为7天。

为了隔离PHA-producing haloarchaea,样本连续稀释和100年 μL(每个稀释镀到琼脂培养基(20 g L1如上所述。孵化后,33个殖民地从盘子被选为结果的色素沉着和/或形态学和被转移到新的板块几次直到获得纯培养。殖民地被区分颜色、形状和边缘外观。细胞的形态学特征进行使用油浸在100 x客观(Optika、b - 500因此模型、意大利)。

 2.3。基因组DNA的提取

增长的热点文化达到对数生长期时,提取的基因组DNA进行使用GF-1核酸提取工具包(Vivantis技术有限公司Sdn,雪兰莪州,马来西亚)根据制造商的指示。

 2.4。识别的热点品种

使用引物PCR扩增实现集21 f (5 ′ -TTCCGGTTGATCCYGCCGGA-3 ′ )[ 23r)和1492年(5 ′ -GGTTACCTTGTTACGACTT-3 ′ )[ 24]。PCR反应是意识到50 μL混合物1.25 U(聚合酶(Fermentas), 1 x PCR缓冲,200 μ0.2 M的核苷酸 μM的底漆,50 ng的基因组DNA。三十个周期(1分钟94°C;1分钟55°C;2分钟72°C)进行了使用thermocycler(美国应用生物系统公司)。PCR扩增产物大小1500个基点在1%琼脂糖凝胶电泳分析和拍摄凝胶Doc XR成像系统(Bio-Rad)。然后,限制的分析是由消化10 μL (PCR产品10 U的限制性内切酶 运算器我和 Mbo我虽然 有三世(8 U μl1)和适当的限制缓冲区的最后一卷20 μL 3小时37°C。这些酶(技术),经常用于限制分析,给最重要的物种之间的区别。16 s rRNA片段,获得酶消化后,3%的琼脂糖凝胶上分离4 h与凝胶Doc系统50 V和拍照。积极隔离的原始PCR产品选择通过比较酶限制模式和描述为PHA-producing隔离在以下部分纯化与PureLink®快速凝胶萃取和PCR净化组合工具包(猫。不。K220001表达载体,卡尔斯巴德,美国制造商的指令之前克隆。纯化PCR产品被结扎 pGEM-T容易(Promega公司麦迪逊WI)系统推荐的制造商。变成DH5结扎混合物 α主管细胞。重组质粒被验证了 生态国际扶轮消化和选择排序。测序和系统发育分析被执行之前报道( 25]。

 2.5。筛选潜在的嗜盐的PHA生产商

所有隔离受到PHA筛选由苏丹黑B (SBB)和证实了尼罗红染色(NR)(σ),一个更具体的污渍。染色的殖民地是使用0.3%酒精溶液的苏丹黑b PHA-producing殖民地出现黑色( 26]。尼罗红染色(25% (w / v)原液在二甲亚砜(DMSO))直接接种在复制(0.5 μ克毫升1(w / v))琼脂培养基中含1% (w / v)淀粉和增长细胞发生在染料的存在。压力 大肠杆菌作为一个消极的控制。 Natrinema altunense应变CEJGTEA101 (KY129977)被认定为PHA-producing隔离在我们以前的工作( 9),被用作积极控制在这个研究。15天的孵化后37°C,揭示了橙色的隔离荧光板后接触紫外线被选为PHA蓄能器( 27]。与尼罗红染色的细胞是通过使用荧光显微镜(奥林巴斯BX51) [ 28]。

并行,分离筛选的遗传潜力polyhydroxyalkanoate生产。基因负责haloarchaea聚集在PHA生产第三类合成酶是构成两个亚基( 阶段和 PhaC)。PCR技术用于筛查热点polyhydroxyalkanoate生产商使用两对codehops (codehopEF / codehopER)和(codehopCF / codehopCR),根据高度保守的地区 阶段和 PhaC分别为( 29日, 30.]。引物codehopEF (5 ′ -CGACCGAGTTCCGCGAYATHTGGYT-3 ′ )和codehopER (5 ′ -GCGTGCTGGCGGCKYTCNAVYTC-3 ′ )被用来放大 阶段聚合酶基因。的放大 PhaC聚合酶基因进行了使用底漆codehopCF (5 ′ -ACCGACGTCGTCTACAAGGARAAYAARYT-3 ′ )和codehopCR (5 ′ -GGTCGCGGACGACGTCNACRCARTT-3 ′ )[ 30.]。PCR条件如下:初始变性后5分钟(94°C), 30 94°C的周期30年代,55°C 45 s,和72°C 45 s进行,紧随其后的是最后一个扩展(10分钟,72°C)。PCR扩增是运行在一个thermocycler(应用生物系统公司)使用1.25 U的Taq DNA聚合酶(Fermentas), 1 x PCR缓冲,0.2 μ每个引物,200 μ50 M的核苷酸,ng DNA模板。PCR产品受到用2%琼脂糖凝胶电泳。

 2.6。生长动力学的潜在PHA生产商

菌株培养在50毫升PHA-producing介质修正与10 g L1淀粉。厄伦美厄烧瓶内的文化是孕育在重复37°C, 180 rpm。吸光度在600 nm决心使用紫外可见分光光度计(uv - 1800,日本岛津公司日本)为每个PHA-producing应变每24小时。

 2.7。测定细胞干重(CDW)

文化发展到后期对数期为30分钟在6000转离心;然后,细胞用蒸馏水洗两次。上层清液是丢弃离开球,冻干,重。

 2.8。潜在的PHB含量测定嗜盐的PHA生产商通过气相色谱法(GC)

甲醇分解后,聚合物及其成分的细胞内容是由气相色谱(GC)化验使用安捷伦科技7890色谱仪,配备了毛细管柱( 30. 米 × 0.25 毫米 × 0.25 μ 米 )和火焰离子化检测器(FID)如前所报道( 31日]。分析了复制样品。美国标准的PHB (Sigma-Aldrich)是用于校准。细胞的PHB含量是决定 质量 的 的PHB / 细胞 干 质量 × One hundred. % 。峰在4.4分钟代表3-hydroxybutyrate methylester。

 3所示。结果 3.1。筛选PHA-Producing隔离的染色过程

大量的橙色,红色,粉红色的殖民地和纯化被重复接种。共有33个极端嗜盐的菌株被分离从三个测试浓缩文化和PHA积累(表筛查 2)。11、20和2分离得到的水/沉积物混合样本S1-10,水/沉积物的混合样本S6M-14,分别和样本S6W-14超咸水。选择14积极隔离在苏丹黑B染色后(图 S1 (a))。此外,他们表现出高荧光强度与尼罗红暴露在紫外线(图 S1 (b))。积极控制应变表现出橙色荧光紫外线照射下。

筛选PHA-producing古细菌菌株利用表型和基因型的方法。

样本类型 隔离的名字 形态 殖民地染色法 CODEHOP PCR ARDRA
SBB NR 阶段 PhaC 配置文件
水和沉积物(2014) CEJ1-14 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ2-14 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 二世
CEJ3-14 球菌 + + + + 三世
CEJ4-14 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ5-14 球菌 + + + + 三世
CEJ6-14 球菌 + + + + 三世
CEJ7-14 球菌 + + + + 三世
CEJ8-14 球菌 + + + + 三世
CEJ9-14 球菌 + + + + 三世
CEJ10-14 球菌 + + + + 三世
CEJ11-14 球菌 + + + + 三世
CEJ17-14 Pleomorph - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ18-14 Pleomorph - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ21-14 球菌 + + + + 三世
CEJ24-14 球菌 + + + + 三世
CEJ25-14 球菌 + + + + 三世
CEJ26-14 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ28-14 球菌 + + + + 三世
CEJ29-14 短杆 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ32-14 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 二世
水(2014) CEJ33-14 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ34-14 球菌 + + + + 我
水和沉积物(2010) CEJ35-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 四世
CEJ36-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 四世
CEJ37-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 四世
CEJ38-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 四世
CEJ41-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 六世
CEJ42-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 六世
CEJ43-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 四世
CEJ45-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 四世
CEJ46-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 四世
CEJ47-10 球菌 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 我
CEJ48-10 球菌 + + + + V

指定隔离的信件表明首先从盐湖盆地厄尔木标枪菌株的起源(CEJ)其次是隔离的数目,然后指示的抽样数量。ARDRA模式是用罗马数字表示。+,可检测;-,而不是检测;SBB:苏丹黑B;NR:尼罗河红。

 3.2。筛选PHA合成酶基因的退化聚合酶链反应

因此,33株的筛选显示14株的检测作为PHA生产商。同一菌株,显示阳性结果与表型方法(苏丹黑和尼罗红),给了乐队的大约230个基点( 阶段)、280个基点( phaC)(表 2;图 S2)。

 3.3。形态特征的潜在PHA生产商

所有分离的细胞是棒,球菌和pleomorph(表 2)。所有选定菌株作为生产者是圆的。近似电池尺寸是1 - 2 μm(图 S3)。

 3.4。系统发育分析

33 haloarchaeal隔离与ARDRA检查分析。比较三种酶 有三世, 运算器我和 Mbo我消化模式withisolates显示古生菌(表六个不同模式的出现 2)。三个配置文件分组polyhydroxyalkanoate-producing菌株。菌株CEJ3-14、CEJ5-14 CEJ6-14、CEJ7-14 CEJ8-14, CEJ9-14, CEJ10-14, CEJ11-14, CEJ21-14, CEJ24-14 CEJ25-14, CEJ28-14聚集到概要三世。应变CEJ34-14被分为概要文件即ARDRA模式V代表孤立CEJ48-10(图 S4)。16 s rRNA基因的系统发育分析针对隔离表示,属 Natrinema, Haloarcula, Halorubrum。隔离CEJ34-14有关 Halorubrum chaoviatorDSM 19316。CEJ5-14,隔离CEJ3-14 CEJ6-14、CEJ7-14 CEJ8-14, CEJ9-14, CEJ10-14, CEJ11-14, CEJ21-14, CEJ24-14, CEJ25-14, CEJ28-14显示密切亲缘物种最丰富的属 Natrinema。最后,应变CEJ48-10属于属 Haloarcula(图 1)。

系统发育树,neighbor-joining重建的方法,显示的位置PHA-accumulating haloarchaeal隔离。基于1000复制表示引导价值。的顺序 Methanohalobium evestigatum作为外群。

 3.5。定量估算的PHB生产积极Haloarchaeal隔离

表中的数据 3表明,细胞的PHB含量是车损险的范围从0.07%到9.25%。菌株的研究、隔离CEJ34-14 CEJ5-14, CEJ48-10隶属于 Halorubrum chaoviator相似(99.7%), Natrinema螺旋体相似(99.33%) Haloarcula tradensis相似(97.72%)被发现是最好的,。他们的细胞荧光显微镜下观察(图 2)。隔离CEJ34-14应该强调,因为它表现出更高的PHB生产和更高增长率48 h后的文化。其生长对数期的增加2天,获得长时间的固定相。然而,菌株的生长CEJ5-14 CEJ48-10要求3或4天到达对数期(图 3)。值得注意的是,压力CEJ8-14、CEJ9-14 CEJ28-14表现出更高的生物质生产(1150 - 3620 mg L1(表),但较低的PHB生产 3)。比较标准的PHB, PHA的GC谱获得的隔离CEJ34-14, CEJ5-14, CEJ48-10显示,主要山峰在保留时间为4.17,4.11,和4.43分钟对应聚(3-hydroxybutyrate),分别为(图 4)。这些菌株表现出的PHB含量约为9.25,7.11,和细胞干重的1.42%。其他菌株的生长曲线和色谱中提供补充材料(数据 S5和 S6)。

PHB生产价值的隔离和它的近亲。

应变一个 碳源 时间b(h) 车损险(毫克升1) PHA内容c(%) 类型的PHA 引用
CEJ3-14 淀粉 120年 380年 0.38 的PHB 本研究
CEJ5-14 168年 560年 7.11
CEJ6-14 96年 110年 0.09
CEJ7-14 96年 560年 0.69
CEJ8-14 96年 1150年 0.07
CEJ9-14 144年 2500年 0.1
CEJ10-14 72年 130年 0.07
CEJ11-14 96年 480年 0.91
CEJ21-14 96年 One hundred. 0.79
CEJ24-14 96年 300年 0.89
CEJ25-14 120年 640年 0.71
CEJ28-14 96年 3620年 0.21
CEJ34-14 144年 220年 9.25
CEJ48-10 120年 550年 1.42
Haloarcula marismortui写明ATCC 43049 葡萄糖 192年 留言。 21 的PHB ( 12]
Haloarcula amylolytica记录的 96年 2500年 4.4 PHBV ( 30.]
Haloarcula argentinensisCGMCC 1.7094 3300年 6.5 PHBV
Halorubrum litoreum12 - 2 葡萄糖 96年 2500年 2。1 的PHB ( 30.]
Halorubrum trapanicumCGMCC 1.2201 1900年 12.7 PHBV
Natrinema altunenseCGMCC 1.3731 96年 5800年 9.1 PHBV ( 30.]
Natrinema螺旋体JCM 8980 3500年 22.9 PHBV
Natrinema pellirubrumJCM 10476 2200年 11.5 的PHB
Natrinemasp。XA3-1 1600年 5.4 PHBV
Natrinema ajinwuensisRMG10 72年 留言。 61年 PHBV ( 37]
Natrinema螺旋体1 kys1 淀粉 留言。 75年 53.14 PHBV ( 36]
Natrinema altunenseCEJGTEA101 淀粉 120年 80年 2。7 PHA ( 9]

CDW:细胞干重;PHA: polyhydroxyalkanoate;PHB:保利(3-hydroxybutyrate);PHBV:保利(3-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate);留言。:不确定。一个孵化在PHA 37°C与淀粉积累中补充或葡萄糖。b细胞在早期收获固定相为每个压力。cPHA含量干细胞使用气相色谱法测定。

荧光显微镜的热点细胞种植在PHA的栽培介质在144 h应变积累CEJ34-14 (a), 168 h为应变CEJ5-14 (b),和120 h应变CEJ48-10 (c)后与尼罗红染色。

菌株的生长曲线随着时间的推移CEJ34-14, CEJ5-14, CEJ48-10。光密度是每24小时在600海里。平均值显示重复测试。

色谱的PHA获得文化隔离(a) CEJ34-14, (b) CEJ5-14, (c) CEJ48-10和PHB (d)标准(σ)。峰在4.4分钟代表3-hydroxybutyrate methylester。

 4所示。讨论

生物可降解塑料的发展代表了另一种应对问题的方法与塑料垃圾。Polyhydroxyalkanoates被认为是优秀的候选人可生物降解塑料。极端嗜盐古生菌有能力合成和积累PHA的夹杂物细胞( 11, 32]。在这项研究中,已经努力搜索PHB-producing古生菌孤立于咸水湖泊,盐湖盆地El木标枪使用淀粉类底物。总共有33个隔离来自三个浓缩的文化。PHB中检测出14株三haloarchaeal属分组 Haloarcula, Halorubrum, Natrinema在门和集群 Euryarchaeota包括 Haloarculaceae, Halorubraceae, Natrialbaceae家庭,分别。他们筛选通过染色手段(苏丹黑B和尼罗红)被广泛用于嗜盐的细菌也成功地用于 Halococci, Haloarcula, Haloferax, Halorubrum, Natronococcus, Halogeometricum, Halobacterium属和其他haloarchaeal菌株( 8, 13]。同时,很明显的检测 phaC和 阶段基因的14所示古细菌细胞与染色方法如上所述,证实了PHB生物合成。据我们所知,一些研究基于基因的分子特征的PHB合成领域的古生菌进行了调查( 33]。重要的是,一群极端嗜盐古生菌的生物技术的重要性 Haloarcula这是基因很好理解。汉et al。 12)确定两个相邻的基因 阶段嗯和 phaC嗯编码两种亚基的PHA合成酶(第三类)和显示这些基因所需的PHB合成 Haloarcula marismortui(培养在2%葡萄糖,生产21%的PHB CDW) ( 12]。后来,汉et al。 30.确认检测 phaEC基因的PHB在18或聚(3-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) PHBV生产商,包括 Haloarcula, Halorubrum, Natrinema和其他属利用碳水化合物的葡萄糖或果糖( 30.]。最近,据报道,这两个基因的基因组中发现 Natrinema altunense从盐湖盆地厄尔木标枪CEJGTEA101、孤立 9]。

目前的研究是我们的以前的工作的连续性 9),提出扩大我们的知识的可能性的PHB分泌大量haloarchaeal菌株的盐湖盆地厄尔木标枪由于他们几个优势:首先,他们的增长在高盐度微生物污染最小化。其次,高渗透压的PHB细胞促进复苏。最后,他们的消费能力范围广泛的低成本的碳源的PHB减少了生产成本。测试之间的隔离,三个菌株CEJ34-14, CEJ5-14, CEJ48-10隶属于 Halorubrum chaoviator相似(99.7%), Natrinema螺旋体相似(99.33%) Haloarcula tradensis相似(97.72%)被认为是最好的PHB生产商9.25%,7.11%,和1.42%的车损险,分别。需要注意的是,这三个属被发现在其他高盐度环境(PHA蓄电池 7),但只有少数物种能够利用PHB分泌大量的淀粉。关于 Haloarcula调查,没有PHB积累了 Haloarcula物种使用淀粉除了 Haloarcula。sp IRU1可以产生57%的PHB /车损险。 17]。这个物种隔绝Urmia PHB湖已被证明产生重要的数量从石化废水(CDW)的63%作为碳源包含多个碳氢化合物如线性烷基苯( 34]。其他 Haloarcula物种如 Haloarcula粳稻, Haloarcula amylolytica, Haloarcula argentinensis可以积累PHB,收益率从葡萄糖是0.5,4.4,和分别为6.5% (CDW) ( 30., 35]。尽管PHB生产淀粉、葡萄糖、废料,成员 Haloarcula观察第一次在突尼斯南部盐湖的PHB生产商( 15]。目前,还没有证据表明PHB的积累 Halorubrum物种淀粉作为碳源时( 11]。如前所述,隶属于两个物种 HalorubrumPHB产生或PHBV(2.1 -12.7%的车损险)能够使用葡萄糖为唯一碳源( 30.]。另一方面,大多数的成员 Natrinema被发现时PHBV生产商与葡萄糖培养基培养( 30.)或淀粉( 36)作为碳源。

在我们以前的工作( 9),20属于属极端嗜盐古生菌 Halorubrum(17株), Natrinema(2株) Haloterrigena(1株)和孤立从收集到的样本S1-10盐湖盆地厄尔木标枪在旱季筛选PHA生产在同一PHA-accumulating介质用于这项研究。其中,只有两个菌株属于 Natrinema和 Haloterrigena属已被证明的PHB积累7%的和3.6%的聚(3-hydroxyvalerate) (PHV),分别在一个中等补充2%的葡萄糖。在当前的研究中,浓缩文化相同的样本(S1-10)和补充淀粉显示PHB的选择只有一个生产者属相关 Haloarcula。然而,与样本收集浓缩文化在雨季和补充碳源透露一个物种的存在 Halorubrum和大量的 Natrinema物种(12株)从样品S6W-14和S6M-14 PHB-producing能力,分别。这些发现显示,隔离方法,碳源,季节,采样位置可能影响PHB-producing热点的选择。

 5。结论

的基础上获得的数据,不同的古细菌分离得到纯文化从突尼斯沙漠和能够使用淀粉作为唯一碳源的PHB生物合成。然而,PHB在烧瓶批量生产文化的收益率在细胞内与其他近亲相比很低。因此,未来的研究在分批发酵优化,馈料式,和持续的文化利用淀粉和其他低成本的原料以及代谢工程策略来提高质量和PHB生产力将受到调查。

 数据可用性

序列已被提交到基因库数据库下加入数字:MN516817 MN516830。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 作者的贡献

Fatma Karray马奈尔·本·阿卜杜拉和贡献同样这项工作。

 确认

这项工作得到了突尼斯的高等教育和科学研究。我们也感谢评论者对他们有用的评论这个手稿。

 补充材料

图S1:细胞积累polyhydroxyalkanoic酸染色与苏丹黑B (a)和尼罗红(B)琼脂板上。的菌株 大肠杆菌和 Natrinema altunense应变CEJGTEA101被用作正面和负面的控制,分别。

图S2: PCR扩增 PhaC(一)和 阶段(b)基因编码PHA合成酶(第三类)的积极的生产菌株。巷M1表示分子大小标记(100 bp DNA梯)和车道M (1 Kb DNA梯)。

图S3:相差显微图显示细胞PHA-producing菌株生长在PHA-accumulating介质为25% (w / v)氯化钠;酒吧,10 μm。

图S4: (A)限制消化隔离放大16 s rRNA的裂开 运算器我(一个), Mbo我和(b) 有从示例S1-10 III (c)和(B) S6M-14和S6W-14样品。巷M代表分子大小标记DNA梯1 Kb。

随着时间的推移图S5:生长曲线的隔离。光密度是每24小时在600海里。平均值显示重复测试。

图S6:色谱的PHB获得文化隔离CEJ3-14(一),(b) CEJ6-14, (c) CEJ7-14, (d) CEJ8-14, (e) CEJ9-14 CEJ10-14 (f) (g) CEJ11-14 CEJ21-14 (h),(我)CEJ24-14 (j) CEJ25-14 (k) CEJ28-14和PHB (l)标准(σ)。

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