構(gòu)建耐熱性工程酵母發(fā)酵生物質(zhì)生產(chǎn)乙醇.pdf

1、隨著化石能源日益消耗，生物乙醇受到越來越多的關(guān)注。利用耐熱酵母Kluyveromyces marxianus進(jìn)行同時(shí)糖化與發(fā)酵(SSF)生物質(zhì)既能提高生物質(zhì)的利用率又能降低發(fā)酵過程中的能源成本。本課題對K.marxianus菌株進(jìn)行基因工程操作改造以提高其對木糖和淀粉的發(fā)酵能力。
　　為了提高K.marxianus的木糖發(fā)酵能力，我們克隆了木糖還原酶（Kmxyl1），木糖脫氫酶（Kmxyl2）和木酮糖激酶（Kmxyl3）3個(gè)基因并

2、進(jìn)行性質(zhì)研究，敲除K.marxianus YHJ010菌株的木糖還原酶基因和木糖脫氫酶基因使YHJ010菌株失去木糖利用能力得到Y(jié)RL002菌株，再通過引入來自O(shè)rpinomyces的的木糖異構(gòu)酶基因(XylA)使YRL002菌株重新獲得木糖利用能力并得到Y(jié)RL003菌株。通過在木糖合成培養(yǎng)基中馴化提高木糖利用能力，得到Y(jié)RL005菌株。YRL005菌株在木糖培養(yǎng)基中生長速率可達(dá)0.137/h，并能在42℃發(fā)酵30.15 g/l木糖生產(chǎn)

3、11.52 g/l乙醇，在45℃發(fā)酵16.6 g/l木糖生產(chǎn)5.21 g/l乙醇。除此之外，YRL005菌株還能利用玉米芯水解液在42℃發(fā)酵20.04 g/l木糖獲得8.25 g/l乙醇。YRL005菌株是一個(gè)很好的發(fā)酵木糖生產(chǎn)乙醇的耐熱酵母平臺(tái)。
　　K.marxianus并不能直接發(fā)酵淀粉。在K.marxianus YZB010菌株中表達(dá)Aspergillus oryzae來源的α-淀粉酶和Debaryomyces occid

4、entalis來源的α-淀粉酶和糖化酶，獲得了可在較高溫度下(＞40℃)利用未經(jīng)糊化的生淀粉發(fā)酵的YRL009菌株。在42℃，YRL009菌株發(fā)酵200 g/l木薯淀粉生產(chǎn)66.52 g/l乙醇。如果提高起始接菌量，產(chǎn)量可達(dá)理論產(chǎn)值的78.3％(79.95 g/l)，而在45℃和48℃，發(fā)酵200g./l木薯淀粉可分別生產(chǎn)55.36 g/l和32.16g/l乙醇。除此之外，YRL009菌株還可以直接發(fā)酵木薯干粉。在不添加任何營養(yǎng)物質(zhì)的培