【摘要】：木糖是構(gòu)成植物細(xì)胞壁半纖維素五碳骨架分子的主要成分,其在木質(zhì)纖維素中是僅亞于葡萄糖的組分,是全球儲備量最充足且價(jià)格低廉的可再生碳資源。木質(zhì)纖維素生物質(zhì)燃料的經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)生產(chǎn)的重點(diǎn)在于篩選分離出可以高效且快速地利用木糖生產(chǎn)燃料乙醇的微生物。腐木在高溫潮濕的環(huán)境下會被微生物分解成可供酵母菌利用的糖類同時(shí)還會產(chǎn)生一些抑制酵母菌生長的有害物質(zhì),例如乙酸、糠醛。由于腐木生境的這一特點(diǎn),在腐木生境中可能存在著具有耐受性且發(fā)酵木糖的酵母菌。這對纖維素質(zhì)燃料乙醇的生產(chǎn)具有極其深遠(yuǎn)的意義。主要研究結(jié)果如下:1.2016年7月~10月在云南省西雙版納采集腐木樣品43份,河南省寶天曼自然保護(hù)區(qū)和西峽老界嶺自然保護(hù)區(qū)采集腐木樣品126份。用以木糖為唯一碳源的篩選培養(yǎng)基從169份腐木樣品中分離純化得到酵母菌546株。對分離獲得的這546株酵母菌進(jìn)行杜氏管發(fā)酵,結(jié)合有氧發(fā)酵最后發(fā)現(xiàn)有33株酵母菌可以利用木糖發(fā)酵生成乙醇。2.分別提取了33株木糖發(fā)酵酵母菌的DNA,PCR擴(kuò)增它們不同區(qū)域的(ITS、26S rDNA D1/D2)片段,通過快速鑒定,結(jié)果顯示這33株酵母菌歸為7屬10個(gè)種,其中已知種為6個(gè),分別是Candida pseudorhagii(分離5株),Candida tropicalis(分離8株),Kluyveromyces marxianus(分離6株),Meyerozyma guilliermondii(分離2株),Scheffersomyces stipites(分離1株),Sugiyamaella lignohabitans(分離1株)。疑似新種4個(gè),結(jié)合形態(tài)生理學(xué)鑒定篩選出的酵母菌株,最終將4個(gè)酵母菌新種分別鑒定為:Hemisphaericaspora sp.NYNU 16746~T、Spathaspora sp.NYNU 16747~T、Sugiyamaella sp.NYNU 161041~T、Sugiyamaella sp.NYNU 161059~T。3.對分離的4個(gè)新種進(jìn)行木糖產(chǎn)乙醇發(fā)酵性能的研究。結(jié)果顯示這4個(gè)新種在同等條件下,菌株NYNU 16746~T和菌株NYNU 16747~T木糖發(fā)酵性能比較好。菌株NYNU 16746~T葡萄糖以及木糖實(shí)際的乙醇產(chǎn)率依次為Y_(乙醇/葡萄糖)=0.32±0.02和Y_(乙醇/木糖)=0.14±0.03;菌株NYNU 16747~T葡萄糖以及木糖的實(shí)際產(chǎn)率參數(shù)則依次為Y_(乙醇/葡萄糖)=0.34±0.02和Y_(乙醇/木糖)=0.18±0.03。4.對分離的4個(gè)新種進(jìn)行抑制物的耐受性分析。相同條件下,在這4個(gè)新種中菌株NYNU 16747~T對乙酸耐受性不突出,但對抑制物糠醛的耐受性較高,菌株能耐受0.4 g/L的糠醛,菌株NYNU 16746~T、菌株NYNU 161041~T和菌株NYNU 161059~T對糠醛的耐受性不高但是可以耐受2 g/L的乙酸。本研究為我國腐木生境上酵母菌物種多樣性研究奠定了良好的開端,新種的不斷發(fā)現(xiàn)不但讓我們對酵母菌有了新的認(rèn)識,同時(shí)也預(yù)示著腐木生境中還存在大量沒有被發(fā)現(xiàn)的酵母菌,其中可能包含著既可以耐受抑制物又可以發(fā)酵木糖的酵母菌。本研究分離的四個(gè)新種為下一步采用基因工程技術(shù)提高酵母菌戊糖發(fā)酵能力和抑制物耐受性提供了優(yōu)質(zhì)的基因資源;同時(shí)為定向培育技術(shù)培育具備良好耐受性的優(yōu)勢酵母菌提供了菌株資源;為改良優(yōu)勢酵母菌菌株奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南陽師范學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ926;TQ223.122

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本文編號：2611500