甜高粱秸稈制取燃料乙醇發(fā)酵菌種的選育研究.pdf

1、甜高粱為短日照C4植物,光合效率是C3作物的2～8倍,具有耐干旱、耐水澇、抗鹽堿等多重抗逆性及生物產(chǎn)量高,糖分積累快等特點(diǎn)。利用甜高粱發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇,將會(huì)成為解決未來(lái)能源問(wèn)題的一條有效途徑。
　　本論文對(duì)甜高粱秸稈固態(tài)發(fā)酵六碳糖的菌種選育及其發(fā)酵工藝做了研究;并利用發(fā)酵后的甜高粱秸稈作為原料制備飼料,為發(fā)酵后產(chǎn)物的再利用奠定技術(shù)基礎(chǔ);發(fā)酵后的甜高粱秸稈纖維素水解產(chǎn)物木糖的發(fā)酵菌種選育是一個(gè)世界性難題,針對(duì)這個(gè)難題,本文克隆了木糖

2、代謝途徑中的五個(gè)關(guān)鍵酶基因,并對(duì)轉(zhuǎn)醛酶進(jìn)行了活性表達(dá)。具體內(nèi)容如下:
　　1)以耐酒精高活性干酵母為原始出發(fā)菌株做60Co-γ輻射處理,經(jīng)多級(jí)篩選獲得誘變優(yōu)勢(shì)菌株H12、H13、H15,再經(jīng)甜高粱秸稈固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn),確定H13為最佳誘變菌株。
　　2)研究了最佳誘變菌株H13對(duì)甜高粱秸稈固態(tài)發(fā)酵工藝,得到的最適工藝條件是:粉碎后的甜高粱秸稈300g,5‰的菌體接種量、68％的基質(zhì)含水量、36℃條件下發(fā)酵60h;經(jīng)測(cè)定,乙醇產(chǎn)率

3、達(dá)6.4g/100g鮮秸稈,發(fā)酵后基質(zhì)的還原糖含量為0.31%。
　　3)利用發(fā)酵后的甜高粱秸稈為原料,采用不同的霉菌分別與酵母H13組合進(jìn)行發(fā)酵,從而確定康寧木霉與酵母H13的組合為最佳發(fā)酵菌種組合,并對(duì)其發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:每份150g秸稈發(fā)酵培養(yǎng)基中輔以15%豆餅粉、2%硫酸銨,含水量為60%,以12%的接種量接入混合菌液(1:1的混合比例),32℃培養(yǎng)4d,可使發(fā)酵飼料中的粗蛋白含量由16.5%提高到21.7%,提

4、高率為31.5%,粗纖維由15.8%降低到12.5%,降幅為20.9%。
　　4)從樹(shù)干畢赤酵母和釀酒酵母中提取總RNA,通過(guò)RT-PCR克隆得到XYL1、XYL2、XKS1、TAL1、TKL1,分別與pGM-T載體連接,轉(zhuǎn)化感受態(tài)DH5α,獲得轉(zhuǎn)化重組子,測(cè)序結(jié)果顯示,克隆得到的五個(gè)基因序列與基因庫(kù)中所公布的序列同源性達(dá)99%以上,其中TAL1的序列同源性為99.90%,氨基酸同源性為100%。
　　5)構(gòu)建pAUR123