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应用遗传算法和神经网络优化多杀菌素发酵培养基
  • ISSN号:1000-2537
  • 期刊名称:《湖南师范大学自然科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:S482.3[农业科学—农药学;农业科学—植物保护] TQ927[轻工技术与工程—发酵工程;化学工程]
  • 作者机构:湖南师范大学生命科学学院、微生物分子生物学湖南省重点实验室、省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室,中国长沙410081
  • 相关基金:国家“973”计划资助项目(2011CB111680);国家“863”计划资助项目(NC2010GA0091);国家自然科学资助基金(31070006);湖南省“生物发育工程及新产品研发协同创新中心”资助项目(20134486)
中文摘要:

通过优化刺糖多孢菌发酵合成多杀菌素培养基成分,改善培养条件,从而提高多杀菌素产量.在单因 素以及Plackett-Bummn试验设计的基础上,采用Box-Behnken试验设计方法对发酵培养基组分中的玉米浆、可溶性 淀粉、丙酸钠进行研究,运用遗传算法优化的BP神经网络建立多杀菌素产量与培养基组分浓度之间的预测模型, 采用循环算法对此模型进行寻优,得到三种组分的最佳配比为玉米浆7 g/L、可溶性淀粉16 g/: L、丙酸钠2 g/L,多 杀菌素产量达到( 550.22 ± 3. 84) mg/L,采用上述方法优化后的培养基使得多杀菌素产量比原始培养基产量( 225 mg/L)提高145% .本研究结果可为培养基优化提供-种有效的建模方法.

英文摘要:

In this work, we report an approach to improve spinosad production by optimizing the fermentation medium components. Com steep liquor, soluble starch and sodium propionate in the fermentation medium were in-vestigated by Box-Behnken design (BBD) , which was based on single factor and the Plackett-Burman design. Moreover, a prediction model of the spinosad yield as a function of the medium component concentration has been established by using the artificial neural network ( ANN) optimized by genetic algorithm ( GA) . Using ANN opti-mized by GA as the objective function, we employed the circulatory algorithm to optimize the medium components and the optimal ratio of the three components as follows: with com steep liquor 7 g/ L, soluble starch 16 g/L, and sodium propionate 2 g/L,the final yield of spinosad reached (550. 22 ± 3. 84 ) mg/L, which was 145% higher than the original fermentatiom medium(225 mg/L) obtained when cultured on the optimized medium. Our results from this study can provide an effective modeling method for medium optimization.

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期刊信息
  • 《湖南师范大学自然科学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:湖南师范大学
  • 主办单位:湖南师范大学
  • 主编:杨春明
  • 地址:湖南长沙岳麓山湖南师范大学期刊社
  • 邮编:410081
  • 邮箱:xbz@hunnu.edu.cn
  • 电话:0731-8872473
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-2537
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1065/N
  • 邮发代号:42-96
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,德国数学文摘,美国生物科学数据库,英国科学文摘数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4771