[发明专利]用于工业发酵生产赤霉素A4及A7的藤仓赤霉菌突变株

说明书

本发明涉及一株新的用于工业发酵生产赤霉素A₄及A₇的菌株，更具体地，本发明涉及一株新的能发酵产生高水平赤霉素A₄及A₇的藤仓赤霉菌(Gibberella fujikuroi)菌株，此菌株被命名为y-08菌株。

众所周知，赤霉素类物质是植物生长调节剂，它有很多同系物，目前在自然界中已发现84种，根据发现的早晚，这些同系物被命名为赤霉素A₁(GA₁)、GA₂、GA₃、GA₄……GA₈₄。其中GA₃、GA₄和GA₇的结构式如下所示：

不同的赤霉素同系物对植物的生长调节作用是不同的，如GA₃主要是促进植物枝叶的生长；GA₄、GA₇都具有促进植物果实细胞的伸长作用，但对花芽分化和植物其它功能又有所不同。目前已实现大量生产的是GA₃，而GA₄₊₇(GA₄和GA₇的混合物)仅在美国有少量生产，年总产量不超过1吨。GA₄₊₇在美国主要用于苹果使果形变高，萼部五棱突出，称之为“高庄苹果”或“蛇果”。近几年来，本发明人在国内的少量试验表明：GA₄₊₇除了对苹果有明显的改变果形效果外，对梨能增产20-50％，并能使之提早成熟半个月，对油菜增产20％，个别增产70％，对水稻、小麦等能增产10-20％，这些结果显示出GA₄₊₇对农作物的巨大增产潜力，是前景宽广的新产品。

目前已知产生这些赤霉素的有植物和微生物，由于微生物生长速度快，可以通过一些生物技术手段较快地提高代谢产物的产量，因此迄今为止商品赤霉素都由微生物生产。不同的微生物种和菌株产生的赤霉素种类和比例是不同的，因此工业生产某种赤霉素时，需要对微生物进行选育，不仅要使目的赤霉素产量高，其它赤霉素产量低，而且要求工业生产简便。迄今为止，仅有少量生产的GA₄₊₇是采用GA₃型的菌种，所谓GA₃型菌种，是指在正常的环境条件下该菌种以产生GA₃为主，只有强制改变环境的pH条件(如pH6-7)，有时伴随温度的升高(如从28℃升至32-34℃)才能使分泌到发酵液中的GA₄、GA₇增加，而抑制GA₃的积累。由于这种工艺使生产菌处于非正常状态，虽然能增加GA₄、GA₇的比例，但GA₄₊₇的产量仍很低，并且GA₃至少还占1/3(例见真菌学报14(4):302-309,1995)。

因此，不少研究者为获得GA₄、GA₇的专用菌种作了许多工作，其中Wilhelm Rademacher等(Bioche.and Biophy.Res.Comm.91(1),1979)发现木薯疮痂病的病原菌Sphaceloma monihoticola只产生GA₄，但是GA₄的产量太低，仅为400μg/L发酵液，比通常的出发菌株几乎低500倍，要求达到工业生产的最低水平难度很大，至今未见进一步报道。另外一项研究报告(B.Bruchner等，Applied Microbiol.Biotechnol.75(3),1991)公开了一株藤仓赤霉菌的突变株14/141,该突变株GA₃微生物合成的最后一步被阻断，因而代谢产物中积累GA₇(微生物合成赤霉素的其中一条途径是：→→→GA₄→GA₇→GA₃)。这一突变株的GA₇产量未见报道，即使其GA₇产量高，但是由于其不能积累GA₄，而目前已知GA₄的作用大于GA₇，且需要量大，因此仍需要开发能发酵产生高水平GA₄和GA₇的菌株。