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多倍体构建及基因组重排对提高酿酒酵母乙醇产量的研究

丁文涛

   随着人们对矿物燃料造成的环境负面影响认识的加深,以及对石油资源日趋枯竭的担忧,开发可再生燃料已成为当今发展趋势。燃料乙醇作为一种清洁可再生的生物能源已在许多国家生产和使用。目前燃料乙醇的生产主要是通过酿酒酵母对淀粉质或糖质原料的发酵来实现。浓醪发酵是一种在高糖浓度下的新兴乙醇发酵方法,提高了乙醇浓度和发酵的速度,从而节约了能耗,提高了设备利用率。但浓醪发酵条件下高渗透压和高乙醇浓度对菌株的生长和发酵不利,因而提高菌株在该条件下的发酵能力很有意义。本研究从工业菌株CN1出发,使用两种方法对其改造来提高浓醪发酵条件下的发酵能力:一是构建多倍体菌株并考察不同染色体组倍数的酿酒酵母系列菌株发酵能力差异;二是使用EMS诱变及基因组重排的方法筛选发酵能力提高的菌株。 用质粒YCplac33-GHK转化二倍体工业菌株CN1,并诱导该质粒的HO基因表达,得到交配型为MATa/a和MATα/α的双倍体菌株。对CN1拆孢得到交配型为MATa和MATα单倍体菌株。使不同交配型酵母发生融合,可得到三倍体和四倍体菌株。发酵实验显示,尽管多倍体菌株的乙醇耐受力提高,但耗糖速度和乙醇产量低于二倍体。 本研究在确定甲基磺酸乙酯(EMS)最佳诱变剂量的基础上,对双倍体酵母菌株CN1进行诱变。并利用酵母的生孢和融合,实现基因的分离和重排。通过富集、初筛和复筛工作得到了浓醪发酵结束时残糖浓度降低21%、乙醇产量提高0.8%、乙醇转化率提高0.5%且乙醇耐受力有所提高的菌株WTE1;和残糖浓度降低61%、乙醇产量提高1.3%且乙醇转化率提高0.3%的菌株WTE2。研究结果证明:本研究采用的策略是一种有效的酿酒酵母乙醇发酵菌株改造方法。……   
[关键词]:酿酒酵母;乙醇;多倍体;基因组重排
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津大学2009年