1. 研究目的与意义
作为美食天堂的中国拥有丰富的美食种类，但往往受制于没有好的保存手法，食物容易变质。于是人们开始寻找行之有效的防范方法，1977年由日本学者S.shima和H.sakai发现了ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine，ε-PL) 。这种物质是一种赖氨酸的同型聚合物，是S.shima和H.sakai在研究微生物培养滤液时发现的一种由白色链霉菌所产生的物质。ε-聚赖氨酸作为微生物源食品防腐剂具有抗菌谱广、耐热性强、水溶性好、安全性高，使用方便、可以被人体降解为人体所必须的氨基酸被人体吸收等特点，因此被称为已被“营养型食品防腐剂”，在食品加工领域应用前景广泛。Shima筛选到菌株S.albulus 346的产量为0.2g/L；后面的学者将美蓝染料应用到ε-聚赖氨酸菌株筛选，筛选到ε-聚赖氨酸产量达到0.4g/L的菌株Kitasatospora PL623；张超等人建立起一种更为简单的S.albulus筛选方法，最终得到一株摇瓶产量0.7g/L的S.albulus菌株。目前，野生型菌株ε-聚赖氨酸合成能力通常较低，菌株只有通过育种改造，才能满足工业生产需求。
现代大规模的食品工业都是建立在食品添加剂基础之上的，其中防腐剂是最为重要的一类，这是因为食物从原料到餐桌往往要经过一定的货架期，防腐保鲜具有不可替代的作用。由于Jun Hiraki等人在2003年通过ADME论证了ε-聚赖氨酸作为防腐剂的安全性，由于当时消费者对防腐剂的要求不断提高，而这一论证使得ε-聚赖氨酸获得了许多国家的认可。而日本对于ε-聚赖氨酸的研究比较早并且据报道在日本已经实现了ε-聚赖氨酸的微生物发酵的工业化。而我国对于ε-聚赖氨酸的研究还仅仅处于实验室阶段，无法满足工业生产的需求，严重制约了ε-聚赖氨酸产业的发展，产量偏低但生产成本却昂贵。中国作为人口大国，人口基数是日本的十几倍，故其潜在的市场价值不可估量。而核糖体工程筛选抗性菌株，这一方法简单易操作，效果明显，对于提高ε-聚赖氨酸发酵水平有积极意义。
2. 研究内容和预期目标
具体研究内容如下：
1）取孢子生长良好的菌株制备成悬浮液，稀释至10^6个/ml,将其涂布到设计的庆大霉素和利福平浓度梯度的培养基上，庆大霉素浓度梯度为0、1、2、3、4、5mg/l；利福平的浓度梯度为：0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/l，记录下无菌落生长得最小抑菌浓度。
2）将菌株制备单孢子悬浮液并稀释到适宜浓度，涂布到含庆大霉素（低浓度）的固体培养基上培养。根据菌株生长情况，进行初筛。对于产量提升幅度较大的菌株再次进行复筛，挑选5株产量提升最高的菌株保藏。
3. 研究的方法与步骤
本研究立足于国内外研究现状，以白色链霉菌为ε-聚赖氨酸的生产菌。由于白色链霉菌ε-聚赖氨酸的合成能力对ε-聚赖氨酸产量有直接影响，所以对菌种进行育种工作就尤为重要。现拟打算通过抗生素筛选ε-聚赖氨酸高产菌：
1）将甘油管中保存的白色链霉菌孢子悬液接种到平板上进行活化处理，于30℃恒温培养7-10d。
2）将平板上活化后的白色链霉菌孢子扩培到斜面培养基，于30℃恒温培养7-10d，于4℃冰箱保藏备用。
4. 参考文献
[1]shima s, sakai h. polylysine produced by streptomyces[j]. journal of the agricultural chemical society of japan, 1977, 41(9):1807-1809.
[2]shima s, sakai h. poly--lysine produced by streptomyces. part iii. chemical studies[j]. journal of the agricultural chemical society of japan, 2014, 45(11):2497-2502.
[3]kei k, masanobu n. promotion of e-poly-l-lysine production by iron in kitasatospora kifunense[j]. world journal of microbiology biotechnology, 2007, 23(7):1033-1036.
5. 计划与进度安排
1）2022-12-25～2022-03-23：查阅资料撰写开题报告；
2）2022-03-24～2022-04-07：斜面培养基制备与菌种的活化；
3）2022-04-08～2022-04-23：测定利福平、庆大霉素的最小抑菌浓度，并测定化学因子致死率。
