木質(zhì)纖維素是世界上最豐富的可再生資源,高效處理和資源化利用木質(zhì)纖維素對(duì)于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著非凡的意義。在自然界中,以解纖維梭菌（Ruminiclostridium cellulolyticum）和溶紙梭菌（Ruminiclostridium papyrosolvens）為代表的產(chǎn)纖維小體梭菌,具有高效的木質(zhì)纖維素降解能力,是潛在的利用整合生物加工技術(shù)（CBP）生產(chǎn)液體燃料的候選菌株。然而,這些菌株尤其是R.papyrosolvens的遺傳改造手段相對(duì)缺乏,而且已有的技術(shù)仍存在一些缺陷,例如R.cellulolyticum質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化需要體外甲基化和Clos Tron技術(shù)存在脫靶現(xiàn)象,這些缺陷嚴(yán)重阻礙了產(chǎn)纖維小體梭菌的基因工程改造,以及木質(zhì)纖維素的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)。本論文以R.cellulolyticum和R.papyrosolvens為研究對(duì)象,開(kāi)發(fā)了一種質(zhì)粒體內(nèi)甲基化系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)了R.cellulolyticum中質(zhì)粒的高效快速轉(zhuǎn)化;另一方面,鑒定并篩選出能夠在R.papyrosolvens中高效工作的誘導(dǎo)型啟動(dòng)子,這些工具的開(kāi)發(fā)為纖維素降解梭菌的遺傳改造奠定了基礎(chǔ)。具體研究?jī)?nèi)容... 

【文章來(lái)源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)圖(引自LongjianChenetal.2015[3])

。而由不同細(xì)菌產(chǎn)生的纖維小體在性質(zhì)上是呈現(xiàn)多樣性的[4]。R.cellulolyticum纖維小體在細(xì)菌表面形成許多分散的顆粒物，有利于直接和木質(zhì)纖維素等不可溶性底物接觸；而R.papyrosolvens細(xì)胞表面比較光滑纖維小體顆粒物較少但有大面積膜狀物質(zhì)附著，其纖維小體結(jié)構(gòu)圖示意圖如1.2所示。解纖維梭菌（Ruminicostridiumcellulolyticum）和溶紙梭菌（Ruminiclostridiumpapyrosolvens）是中溫梭菌屬的典型代表，而且也具備整合生物加工技術(shù)（ConsolidatedbioprocessingCBP）生物煉制潛能，其研究逐漸得到諸多關(guān)注和重視[5]。圖1.2R.papyrosolvens纖維小體結(jié)構(gòu)示意圖（引自ZhenxingRenetal.2019[6]）Fig1.2SchematicrepresentationofarchitectureoftheR.papyrosolvenscellulosome從腐爛草堆肥料中分離的R.cellulolyticum，是一種能夠分泌纖維小體并高效降解纖維素的反芻類中溫的厭氧細(xì)菌[7]。其分泌產(chǎn)生的多酶復(fù)合體———纖維小體（Cellulosome），是一種可以有效降解植物細(xì)胞壁成分即木質(zhì)纖維素的復(fù)雜胞外酶系，由沒(méi)有催化活性的腳手架蛋白（Scaffolfin）以及多種可以降解纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)的纖維小體糖苷水解酶組成。最初在江河口的沉積物中發(fā)現(xiàn)并分離出的R.papyrosolvens也是厭氧嗜中溫的梭菌[8]。相對(duì)于R.cellulolyticum而言，R.papyrosolvens的進(jìn)化程度更高，如其纖維小體中cip-cel基因簇的高度進(jìn)化，借助纖維小體的作用能夠快速降解纖維素，產(chǎn)生的主要代謝產(chǎn)物有氫氣、二氧化碳、乳酸、乙酸和乙醇等。R.papyrosolvens在基因方面的進(jìn)化代表著該菌屬的某些方面的進(jìn)化趨勢(shì)，同時(shí)暗示了其基因方面功能進(jìn)化的更加完善[9]。因此，探究該菌中的基因功能對(duì)于我們了解其降解木質(zhì)纖維素的模式具有重大意義。盡管C.thermocellum、R.cellulo

在R.cellulolyticumH10中的限制修飾系統(tǒng)


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