科研产出
木糖产乙醇微生物的育种研究进展
《广西科学院学报 》 2023
摘要：甘蔗渣水解产物中含量第二高的是木糖,利用微生物高效转化木糖产乙醇是目前蔗渣纤维综合利用的关键途径之一,但野生型酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)不能利用木糖发酵产乙醇,这成为当前纤维素乙醇实现产业化生产的主要瓶颈之一.本文从微生物木糖代谢途径、利用木糖产乙醇的微生物、木糖产乙醇基因工程菌的构建、利用传统诱变方法改良木糖乙醇菌种等4个方面综述当前木糖产乙醇微生物的育种研究进展,指出木糖乙醇发酵最为理想的微生物菌种和最有应用前景的微生物分别是树干毕赤酵母(Pichia stipitis)和酿酒酵母基因工程菌,为改良木糖乙醇微生物提供理论依据.
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基因重组构建甘蔗糖蜜酒精高产酿酒酵母菌株
《生物技术 》 2017 北大核心
摘要：[目的]增强工业用酿酒酵母菌株对甘蔗糖蜜中非还原糖的利用,提高糖蜜发酵乙醇产率。[方法]构建载体p YX212-agl3,分别在载体的TPI启动子和终止子5’端加上10 bp的酵母转座子重复序列,PCR扩增获得TPIP-agl3-TPIT片段,将该片段电转化至工业用野生型酿酒酵母MF1001的单倍体细胞中,复倍后经过YPR培养基初筛和YPSR培养基复筛。[结果]获得的MFA1001-3菌株分别在10锤、20锤、30锤和40锤的甘蔗糖蜜培养基中细胞的生长速率、酒精发酵浓度、对糖分的利用能力均有所增强,在40锤糖蜜中的差异最为明显,最大细胞数增加了58.7%,最大产酒率提高了4.5%,发酵结束后醪液中的总糖浓度减少了23.6%,还原糖浓度增加了15.05%。[结论]与出发菌株相比重组菌株发酵醪液中最终还原糖浓度增加而总糖浓度却减少,说明用该方法整合表达α-半乳糖苷酶的重组菌株确实有效地水解了糖蜜中的部分非还原糖同时提高了对总糖的利用率。
关键词： α-半乳糖苷酶 酿酒酵母 转座子重复序列 基因重组 糖蜜发酵 非还原糖利用
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酿酒酵母蔗糖关键代谢途径suc2基因的敲除及其蔗糖代谢特性的变化分析
《基因组学与应用生物学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：蔗糖基生物质是热带和亚热带地区重要的生物质材料,因而在微生物发酵和微生物代谢原料中具有重要的地位。酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)具有以蔗糖为原料进行代谢的能力,在酿酒酵母的基因组中蔗糖水解酶基因共有6个结构基因。本研究以酿酒酵母INVSC1为出发菌株,首先利用基因敲除技术构建suc2基因缺失菌株,然后将suc2基因回补,从而研究suc2基因对酿酒酵母蔗糖关键代谢途径及蔗糖代谢特性的影响。以蔗糖为碳源的发酵培养基中,在静置条件下发酵,suc2基因缺失菌株失去了利用蔗糖代谢的能力,回补菌株则恢复了对蔗糖的代谢;而且回补菌株对蔗糖的利用率及乙醇产量均比出发菌株有所提高。suc2基因是酿酒酵母蔗糖代谢的关键基因,对蔗糖的代谢具有决定性作用,可以作为蔗糖代谢途径改造的一个关键点。
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酿酒酵母Mbp1基因缺失突变株耐受性研究
《基因组学与应用生物学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了研究Mbp1基因对工业酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)耐受性的影响,在敲除野生型工业酿酒酵母MF1015菌株Mbp1基因的基础上,分析Mbp1基因缺失菌株(突变菌株)与野生型在乙醇耐受性、耐热性、细胞壁完整性、呼吸强度、海藻糖含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、乙醇脱氢酶(ADH)活性等方面的差异。结果表明:在含刚果红或SDS的平板上突变菌株的菌落比野生型小、菌体存活率比野生型低;突变菌株的乙醇耐受性和耐热性均下降,在乙醇浓度为9%的液体培养基中,突变菌株的最大OD600约为3.15,而野生型最大OD600值约为3.48;在30℃和37℃时突变菌株和野生型的生长趋势基本一致,而在40℃时,突变菌株最大OD600约为3.0,而野生型约为4.5;用9%乙醇处理后,突变菌株胞内海藻糖含量、过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、乙醇脱氢酶酶活分别比野生型低49%、80%、24%、37%、73%,而未经乙醇处理的突变菌株和野生型酶活无明显差别。推测Mbp1基因有助于工业酿酒酵母适应外部不良环境。
关键词： Mbp1基因 耐受性 酿酒酵母 海藻糖 酶活 乙醇
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酿酒酵母高产菌株的木薯酒精产业化生产试验
《广西科学院学报 》 2015
摘要：【目的】对酿酒酵母高产菌株Ygxas-49木薯酒精产业化应用进行试验。【方法】先在200t发酵罐进行分批发酵,对该菌株的各个发酵指标进行评估,再将可行的方案进一步放大至年产12万t酒精生产线上进行生产稳定性试验,最后为考察该菌在产业化应用上的潜力,在200t发酵罐进行高浓度酒精发酵试验。【结果】200t发酵罐分批发酵结果表明:与生产对照菌株相比,酒度提高8.92%,发酵时间减少12h以上,其他发酵指标基本相同。采用该菌株生产酒精可以提高酒度,大大节约发酵时间,增加设备利用率,从而降低酒精生产成本。12万t酒精生产线稳定运行30d结果表明:与生产对照菌株相比,酒度提高5.35%,发酵时间减少10h以上,其他发酵指标基本相同。200t发酵罐高浓度酒精发酵结果:酒度为15.1%(V/V),发酵时间为56h,与目前文献报道最高生产水平(酒度13.5%,V/V;发酵时间69h)相比,酒度提高11.85%,发酵时间缩短13h。【结论】Ygxas-49菌株应用于工业化生产,各项工艺指标均显著优于国内目前最高水平,具有良好的工业化应用前景。
关键词： 酿酒酵母 木薯 产业化试验 半连续发酵 同步糖化发酵 酒精
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酿酒酵母Mbp1缺陷型菌株的构建及其乙醇发酵特性
《微生物学通报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工业菌株Mbp1基因的功能,探讨Mbp1基因对酿酒酵母乙醇发酵性能的影响。【方法】以酿酒酵母MF1015为出发菌株,用PCR方法构建Mbp1基因敲除组件Loxp-Kan MX-Loxp,将敲除组件转化两种配型的酿酒酵母单倍体,通过单倍体复倍获得敲除Mbp1基因的二倍体突变菌株,研究突变菌株形态变化及乙醇发酵特性。【结果】敲除Mbp1基因后突变菌株生长曲线无显著变化,出芽率降低,细胞体积增大19.2%,对饥饿更敏感,较早出现假菌丝。甘蔗糖蜜在静置条件下发酵,突变菌株的乙醇产量明显低于野生型;在130 r/min的条件下发酵,突变菌株和野生型发酵液中的乙醇产量基本相同。【结论】Mbp1基因缺失使酿酒酵母的乙醇发酵能力下降并影响细胞的形态分化。
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野生型工业酿酒酵母Miseq测序方法的建立
《基因组学与应用生物学 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：新一代测序方法在基因组学研究应用日趋广泛,已经成为工业酿酒酵母菌株基因组学研究的重要技术平台,但对工业酿酒酵母新一代测序技术方法缺乏详细报道。Miseq是小型新一代基因组测序仪,本文报道我们自建的野生型工业酿酒酵母基因组Miseq测序方法。该方法包括:制备分离a型和α型交配型的单倍体菌株、采用电泳和分光光度法方法监控基因组文库建立、优化上机文库浓度后测序。其中电泳和分光光度法方法为首创的文库质量监控简易方法,质控检测得到酿酒酵母工业菌株测序条件为:菌株的基因组文库DNA片段大小为250~850 bp且主要集中在350~550 bp,文库浓度范围为7~13 ng/μL;上机测序文库的优化浓度为20 pM。
关键词： 酿酒酵母 野生型工业菌株 Miseq 基因组测序方法 文库质量
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