自絮凝酵母SPSC01組學(xué)分析與脅迫耐受性相關(guān)基因功能解析
發(fā)布時(shí)間:2021-08-01 03:12
釀酒酵母發(fā)酵是燃料乙醇生產(chǎn)的核心。提高發(fā)酵終點(diǎn)乙醇濃度,不僅可以節(jié)省乙醇精餾能耗,而且顯著減少廢糟液量。釀酒酵母高溫耐受性較差(≤34℃),特別在夏季高溫季節(jié),乙醇發(fā)酵裝置無法使用常規(guī)循環(huán)冷卻水進(jìn)行降溫,需要設(shè)備投資大和運(yùn)行能耗高的低溫冷卻水,而提高酵母的高溫發(fā)酵性能可有效解決此問題。木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)資源非常豐富,廣泛分布,可作為燃料乙醇生產(chǎn)可持續(xù)的原料來源,但其預(yù)處理過程會(huì)產(chǎn)生乙酸、糠醛、羥甲基糠醛及酚類化合物等副產(chǎn)物。高濃度乙醇、高發(fā)酵溫度及毒性副產(chǎn)物均對(duì)酵母生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)生明顯的脅迫,影響發(fā)酵效率。釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)SPSC01是由本課題組選育,具有絮凝性狀的專利菌株,已應(yīng)用于燃料乙醇生產(chǎn)。雖然該菌株自絮凝分子機(jī)理已闡明,但這一表型對(duì)環(huán)境脅迫耐受性的影響尚未探究;诖,利用比較基因組與轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析SPSC01脅迫耐受性,篩選潛在的改造基因,構(gòu)建單基因敲除與過表達(dá)的突變體,鑒定基因的脅迫耐受功能,為工業(yè)酵母改造提供新思路,具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1)SPSC01自絮凝表型對(duì)酵母細(xì)胞環(huán)境脅迫耐受性的影響通過外源添加甲酸、乙酸、丙酸...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:205 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1全球一次能源消費(fèi)(a)、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化(b)、主要經(jīng)濟(jì)體能源消費(fèi)(c)與中國(guó)能源結(jié)構(gòu)(d)的概況??Fig.?1.1?The?increased?primary?energy?consumption?(a)?and?the?gradual?transition?in?the?f?
S288c相比,含約36,000純合子和約30,000雜合子的SNPs,有基因缺失及基因拷貝數(shù)??變異,可能與生理特征相關(guān)聯(lián)。用最大似然法分析系統(tǒng)進(jìn)化,表明一些基因(//M//2)??可能與乙醇發(fā)酵性能相關(guān),見圖1.7(b)[85]。??17??
光或加熱易分解?,乙酰丙酸的添加量較大,影響發(fā)酵液的總體積;5-HMF添加干擾細(xì)胞??生長(zhǎng)OD值的準(zhǔn)確性,會(huì)造成誤差,均未列入本次實(shí)驗(yàn)。??本文繼續(xù)比較絮凝酵母SPSC01、非絮凝酵母SPSC01AFL(97和S288c?(圖2.4)在??特定抑制物濃度添加下的脅迫耐受性。SPSC01能在發(fā)酵液中快速沉降,肉眼觀察與鏡??檢可知,無絮凝表型的SPSC01AFIO/與S288c并無明顯區(qū)別。??圖2.4絮凝酵母SPSC01、非絮凝酵母SPSC01AFLO/和S288c搖瓶發(fā)酵時(shí)的細(xì)胞形態(tài)??Fig.?2.4?Morphology?of?the?flocculating?yeast?SPSCO1,?the?non-flocculating?strain?SPSCO1?AFLOl?and?S288c??under?submerged?culture.?The?cultures?were?homogenized?by?vigorous?shaking,?and?the?suspension?was?then??remained?static?for?3-5?s?on?the?bench?for?yeast?floes?to?settle?down.??實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2.5,無抑制物(因子)添加條件下,三個(gè)菌株48?h時(shí)均耗完葡萄糖,??SPSC01與SPSCOlAfZO/的生物量積累并無差異,S288c的生物量略低;而乙醇產(chǎn)量:??SPSC01略高于SPSC01AFIO/和S288c
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)秸稈分布情況及轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展[J]. 余建明,施凱強(qiáng),王盛煒,許召賢,翟睿,聞志強(qiáng),金明杰. 生物產(chǎn)業(yè)技術(shù). 2018(04)
[2]基于木糖異構(gòu)酶途徑的木糖發(fā)酵釀酒酵母菌株構(gòu)建研究進(jìn)展[J]. 李云成,孟凡冰,茍敏,孫照勇,湯岳琴. 生物技術(shù)通報(bào). 2017(10)
[3]纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)進(jìn)展[J]. 林鑫,武國(guó)慶. 當(dāng)代化工. 2015(08)
[4]提高木質(zhì)纖維素酶解糖化效率的研究進(jìn)展[J]. 曹長(zhǎng)海,張全,關(guān)浩,王領(lǐng)民,喬凱,佟明友. 中國(guó)生物工程雜志. 2015(08)
[5]絮凝基因FLO1及FLO1c高表達(dá)提高工業(yè)釀酒酵母乙酸耐受性及發(fā)酵性能[J]. 杜昭勵(lì),程艷飛,朱卉,何秀萍,張博潤(rùn). 生物工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[6]絮凝酵母吸附Cr(VI)的機(jī)理[J]. 陳麗杰,王志存,葛旭萌,白鳳武. 生物工程學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]利用SPT3的定向進(jìn)化提高工業(yè)釀酒酵母乙醇耐受性[J]. 趙心清,姜如嬌,李寧,楊晴,白鳳武. 生物工程學(xué)報(bào). 2010(02)
[8]纖維素乙醇生物加工過程中的抑制物對(duì)釀酒酵母的影響及應(yīng)對(duì)措施[J]. 李洪興,張笑然,沈煜,董永勝,鮑曉明. 生物工程學(xué)報(bào). 2009(09)
[9]自絮凝顆粒酵母發(fā)酵菊芋汁生產(chǎn)乙醇[J]. 常寶磊,袁文杰,趙心清,任劍剛,白鳳武. 過程工程學(xué)報(bào). 2009(04)
本文編號(hào):3314724
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:205 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1全球一次能源消費(fèi)(a)、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化(b)、主要經(jīng)濟(jì)體能源消費(fèi)(c)與中國(guó)能源結(jié)構(gòu)(d)的概況??Fig.?1.1?The?increased?primary?energy?consumption?(a)?and?the?gradual?transition?in?the?f?
S288c相比,含約36,000純合子和約30,000雜合子的SNPs,有基因缺失及基因拷貝數(shù)??變異,可能與生理特征相關(guān)聯(lián)。用最大似然法分析系統(tǒng)進(jìn)化,表明一些基因(//M//2)??可能與乙醇發(fā)酵性能相關(guān),見圖1.7(b)[85]。??17??
光或加熱易分解?,乙酰丙酸的添加量較大,影響發(fā)酵液的總體積;5-HMF添加干擾細(xì)胞??生長(zhǎng)OD值的準(zhǔn)確性,會(huì)造成誤差,均未列入本次實(shí)驗(yàn)。??本文繼續(xù)比較絮凝酵母SPSC01、非絮凝酵母SPSC01AFL(97和S288c?(圖2.4)在??特定抑制物濃度添加下的脅迫耐受性。SPSC01能在發(fā)酵液中快速沉降,肉眼觀察與鏡??檢可知,無絮凝表型的SPSC01AFIO/與S288c并無明顯區(qū)別。??圖2.4絮凝酵母SPSC01、非絮凝酵母SPSC01AFLO/和S288c搖瓶發(fā)酵時(shí)的細(xì)胞形態(tài)??Fig.?2.4?Morphology?of?the?flocculating?yeast?SPSCO1,?the?non-flocculating?strain?SPSCO1?AFLOl?and?S288c??under?submerged?culture.?The?cultures?were?homogenized?by?vigorous?shaking,?and?the?suspension?was?then??remained?static?for?3-5?s?on?the?bench?for?yeast?floes?to?settle?down.??實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2.5,無抑制物(因子)添加條件下,三個(gè)菌株48?h時(shí)均耗完葡萄糖,??SPSC01與SPSCOlAfZO/的生物量積累并無差異,S288c的生物量略低;而乙醇產(chǎn)量:??SPSC01略高于SPSC01AFIO/和S288c
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)秸稈分布情況及轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展[J]. 余建明,施凱強(qiáng),王盛煒,許召賢,翟睿,聞志強(qiáng),金明杰. 生物產(chǎn)業(yè)技術(shù). 2018(04)
[2]基于木糖異構(gòu)酶途徑的木糖發(fā)酵釀酒酵母菌株構(gòu)建研究進(jìn)展[J]. 李云成,孟凡冰,茍敏,孫照勇,湯岳琴. 生物技術(shù)通報(bào). 2017(10)
[3]纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)進(jìn)展[J]. 林鑫,武國(guó)慶. 當(dāng)代化工. 2015(08)
[4]提高木質(zhì)纖維素酶解糖化效率的研究進(jìn)展[J]. 曹長(zhǎng)海,張全,關(guān)浩,王領(lǐng)民,喬凱,佟明友. 中國(guó)生物工程雜志. 2015(08)
[5]絮凝基因FLO1及FLO1c高表達(dá)提高工業(yè)釀酒酵母乙酸耐受性及發(fā)酵性能[J]. 杜昭勵(lì),程艷飛,朱卉,何秀萍,張博潤(rùn). 生物工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[6]絮凝酵母吸附Cr(VI)的機(jī)理[J]. 陳麗杰,王志存,葛旭萌,白鳳武. 生物工程學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]利用SPT3的定向進(jìn)化提高工業(yè)釀酒酵母乙醇耐受性[J]. 趙心清,姜如嬌,李寧,楊晴,白鳳武. 生物工程學(xué)報(bào). 2010(02)
[8]纖維素乙醇生物加工過程中的抑制物對(duì)釀酒酵母的影響及應(yīng)對(duì)措施[J]. 李洪興,張笑然,沈煜,董永勝,鮑曉明. 生物工程學(xué)報(bào). 2009(09)
[9]自絮凝顆粒酵母發(fā)酵菊芋汁生產(chǎn)乙醇[J]. 常寶磊,袁文杰,趙心清,任劍剛,白鳳武. 過程工程學(xué)報(bào). 2009(04)
本文編號(hào):3314724
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