本文關(guān)鍵詞：不同來(lái)源菊粉酶基因在Saccharomyces sp.W0菌株中的表達(dá)和乙醇生產(chǎn)

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【摘要】：菊粉(Inulin)是一種果聚糖(Fructan),主要由果糖分子聚合而成,末端含有葡萄糖分子,聚合度一般為2-26。菊芋根塊干重中的菊粉占有很大比重,而我國(guó)菊芋作為一種非糧作物種植范圍很廣,因此工業(yè)中主要以菊芋作為原料生產(chǎn)菊粉。菊粉酶可以水解菊粉分子的β(2→1)鍵,微生物是生產(chǎn)菊粉酶的最主要來(lái)源。當(dāng)前我國(guó)的能源需求不斷擴(kuò)大,我國(guó)已經(jīng)是世界上最大的生物乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)的國(guó)家,發(fā)展以非糧作物生產(chǎn)生物乙醇是我國(guó)應(yīng)對(duì)能源增長(zhǎng)的手段之一為了能使可產(chǎn)酒精Saccharomyces sp.W0菌株可以直接利用菊粉生產(chǎn)生物乙醇,本研究中利用表達(dá)質(zhì)粒pMIRSC11將來(lái)自C. membranifaciens subsp. flavinogenie W14-3菌株的外切菊粉酶基因W14-3-INU1在Saccharomyces sp.WO的尿嘧啶缺陷型菌株W12d中進(jìn)行整合表達(dá),并篩選到一株重組菊粉酶活性比較高的重組子W14,該重組子在YPI液體培養(yǎng)基中,經(jīng)過(guò)28℃培養(yǎng)72 h,其菊粉酶活力可以達(dá)到20.3±0.2 U/ml。通過(guò)對(duì)W14-3-INU1基因在W0菌株和轉(zhuǎn)化子W14的表達(dá)量通過(guò)熒光定量的方法進(jìn)行分析,觀(guān)察到W14-3-INU1基因在轉(zhuǎn)化子W14中進(jìn)行了表達(dá)。為了利用該重組子以菊粉為底物生產(chǎn)酒精,通過(guò)對(duì)其發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,得到該重組子在150 mL發(fā)酵體系中的最佳發(fā)酵條件為：10%的接種量,自然pH值和25%的菊粉添加量。通過(guò)以25%濃度的菊粉為底物發(fā)酵120 h時(shí)后,最后產(chǎn)酒精濃度可達(dá)到12.8%(v/v,20℃),不攜帶外切酶基因的菌株所產(chǎn)酒精為9.8%(v/v,20℃),比不含有菊粉酶基因的Saccharomyces sp.WO菌株提高30.61%。通過(guò)在2.0-L發(fā)酵體系中以菊粉為底物生產(chǎn)酒精,通過(guò)120 h的發(fā)酵后,其酒精含量達(dá)到最高為13.4%(v/v,20℃),總糖和還原糖在120 h發(fā)酵之后利用率分別為92.0%和99.1%。說(shuō)明該轉(zhuǎn)化子W14能夠?qū)⒕辗鄢浞值乩脕?lái)生產(chǎn)生物乙醇。為了得到能夠獲得具有更高菊粉酶活力的菌株和獲得更高的生物乙醇產(chǎn)量,本研究將菊粉內(nèi)切酶基因和外切酶基因在同一宿主Saccharomyces sp. WO共同表達(dá)。利用另外一種表達(dá)質(zhì)粒pMIDSC31與來(lái)自Aspergillus niger strain F4菌株的內(nèi)切菊粉酶基因EinuA一起構(gòu)建表達(dá)載體pMIDSC31-EinuA,然后與含有外切酶基因W14-3-INU1的表達(dá)載體pMIRSC11-W14-3-INU1一起在Saccharomyces sp.W0進(jìn)行中表達(dá)。通過(guò)測(cè)定不同轉(zhuǎn)化子的菊粉酶活力,得到了一株重組菊粉酶活性比較高的重組子WE85,該重組子在YPI液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)72 h后其菊粉酶活力可以達(dá)到33.9±0.2 U/mL,比只含有外切菊粉酶基因的轉(zhuǎn)化子W14提高了67.00%。同時(shí),通過(guò)將該轉(zhuǎn)化子WE85在150mL的含有25%(w/v)的菊粉的發(fā)酵體系中進(jìn)行120 h的發(fā)酵之后,得到的酒精濃度為13.8±0.3%(v/v),總糖利用率為92.4±0.1%(v/v),還原糖利用率為98.8%(v/v)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ223.122;Q78

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1 王建華,劉艷艷,姚斌,王亞茹;高產(chǎn)菊粉酶酵母篩選、發(fā)酵和酶學(xué)性質(zhì)研究[J];生物工程學(xué)報(bào);2000年01期

2 張國(guó)青,崔福綿,楊秀清,錢(qián)世鈞;毛殼霉內(nèi)切菊粉酶的純化與性質(zhì)[J];微生物學(xué)報(bào);2004年06期

3 祝彥忠;賈英民;桑亞新;孫紀(jì)錄;田益玲;;黑曲霉Uγ-2菊粉酶發(fā)酵條件的研究[J];中國(guó)食品學(xué)報(bào);2006年04期

4 陳雄;章瑩;王金華;;響應(yīng)面方法優(yōu)化菊粉酶液體發(fā)酵培養(yǎng)基的研究[J];生物技術(shù);2006年05期

5 鄧建珍;韋紅群;陳燕珍;;黑曲霉(Aspergillus niger)產(chǎn)菊粉酶菌株的篩選及培養(yǎng)條件的研究[J];生物學(xué)雜志;2007年06期

6 曹澤虹;董玉瑋;苗敬芝;呂兆啟;;黑曲霉生產(chǎn)菊粉酶工藝條件的研究[J];中國(guó)生物工程雜志;2009年08期

7 羅登林;袁海麗;王斐;黃明麗;;超聲對(duì)黑曲霉產(chǎn)菊粉酶的影響[J];聲學(xué)技術(shù);2012年05期

8 魏文鈴,許宏毅;一株木霉產(chǎn)生菊粉酶的研究[J];微生物學(xué)通報(bào);1991年02期

9 姚曉丹,趙寶昌,杜國(guó)忠,顧淑珍,歐陽(yáng)啟楣;底物結(jié)合性洋姜菊粉酶的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)研究[J];生物化學(xué)雜志;1992年03期

10 鄭忠輝,劉月英,蔡文錚,魏文鈴,鄭志成;菊粉酶高活力菌株的篩選和發(fā)酵條件的研究[J];廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1993年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 蔣思婧;馬立新;;黑曲霉內(nèi)切菊粉酶基因的克隆及其在大腸桿菌中的表達(dá)[A];中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)第三次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2001年

2 王光遠(yuǎn);王艷艷;陳冠軍;;產(chǎn)菊粉酶酵母菌株的篩選、鑒定以及發(fā)酵條件的研究[A];山東微生物學(xué)會(huì)第六次會(huì)員代表大會(huì)暨2004年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2004年

3 祝彥忠;賈英民;桑亞新;孫紀(jì)錄;田益玲;;黑曲霉Uγ-2菊粉酶發(fā)酵條件的研究[A];中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)第五屆年會(huì)暨第四屆東西方食品業(yè)高層論壇論文摘要集[C];2007年

4 汪倫記;董英;鄒風(fēng);郭凱;;馬克斯克魯維酵母胞外菊粉酶的分離及酶活性研究[A];華東六省一市生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要匯編[C];2008年

5 王靜;金征宇;江波;徐學(xué)明;;Aspergillus ficuum菊粉酶的分離純化及其酶解菊粉制備低聚果糖的研究[A];中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)第五屆年會(huì)暨第四屆東西方食品業(yè)高層論壇論文摘要集[C];2007年

6 王光遠(yuǎn);李凡;陳冠軍;;產(chǎn)菊粉酶酵母SDU2.90的菌種鑒定及發(fā)酵條件研究[A];中國(guó)資源生物技術(shù)與糖工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

7 董英;張菊芬;張紅印;;響應(yīng)面法優(yōu)化宇佐美曲霉產(chǎn)菊粉酶發(fā)酵條件[A];農(nóng)業(yè)機(jī)械化與新農(nóng)村建設(shè)——中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2006年

8 王光遠(yuǎn);李凡;陳冠軍;;季也蒙畢赤酵母SDU2.90產(chǎn)菊粉酶的酶學(xué)性質(zhì)研究[A];中國(guó)資源生物技術(shù)與糖工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

9 朱豫;曹海龍;周正;李曙光;杜昱光;;菊芋發(fā)酵生產(chǎn)甘露醇的初步研究[A];2008年全國(guó)糖生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 馬書(shū)宇 丁強(qiáng);甜味劑酵母：外切菊粉酶[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

2 本報(bào)通訊員 丁強(qiáng) 本報(bào)記者 毛小瑞;開(kāi)創(chuàng)果糖替代蔗糖新時(shí)代[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 龔方;海洋季也蒙畢赤酵母菊粉酶的發(fā)酵生產(chǎn)、純化、特性、基因克隆與表達(dá)的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

2 盛軍;海洋金黃色隱球酵母菊粉酶發(fā)酵生產(chǎn)、酶的分離純化以及基因克隆的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

3 曹天舒;海洋酵母新型菊粉酶基因的克隆及表達(dá)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：1251749