植物纤维原料全糖乙醇发酵菌株选育

随着国际石油及粮食价格的不断飙升,利用植物纤维原料生产乙醇的生物技术的研究与开发已受到国际社会的高度重视.     

工业酵母菌株转化体系的建立

本文通过敏感度实验测定了工业酵母菌株SK—1、SPSC—1、NAN—27在不同的培养基上对G418及Cu^2 的敏感浓度,确定了3株工业菌株转化子的筛选方法。针对它们各自的生理生化、遗传特性,用改进的醋酸锂完整细胞转化和原生质体转化两种方法,分别建立了3株菌的转化系统,初步解决了工业酵母菌株转化的问题,并为下一步工业酵母菌株的代谢工程改造奠定了基础。     

香雪兰外植体形态学极性决定的体细胞胚胎发生

在含有２ｍｇ／ＬＩＡＡ和３ｍｇ／ＬＢＡＰ的改良Ｎ６培养基上,香雪兰（ＦｒｅｓｉａｒｅｆｒａｃｔａＫｌａｔ）花序外植体经直接体细胞胚胎发生途径再生出新的植株。在这一形态发生过程中,一个引人注意的现象是,所有的体细胞胚都出现在花序轴切段的原形态学下端（称为胚发生端,ＥＥ）,而在形态学上端（称为非胚胎发生端,ＮＥＥ）无体细胞胚形成。这一形态发生的极性与地心引力的方向和外植体在培养基上的放置位置无关。在培养的早期,仅于胚发生端观察到了起始细胞的分裂。ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明,在培养了１ｄ的外植体的胚发生端出现了两个特殊的多肽成分,而在非胚发生端则未检测到这两种多肽。高效液相色谱分析表明,培养前外植体切段两端的内源激素（ＩＡＡ）的含量无显著差别。但经过一段时间的培养,胚发生端的ＩＡＡ含量明显高于非胚发生端的ＩＡＡ含量,表明内源激素在体细胞胚胎发生的诱导过程中起着关键的作用。在香雪兰体细胞胚胎发生诱导的过程中,由于花序轴切段两端在分子水平和生理水平上均存在差异,使这一系统有可能成为研究体细胞胚胎发生机理的有用实验材料。     

木糖代谢工程菌的研究进展

木糖广泛存在于农副产业及林产业的木质废弃物中,利用微生物转化木糖产生乙醇的研究,对生物质再生资源的全利用有着重要意义。本文介绍了木糖代谢工程菌的研究进展和策略。     

腐皮镰孢菌壳聚糖酶的酶学性质研究及其在酿酒酵母工业菌株中的表达

摘要：【目的】本研究旨在了解腐皮镰孢菌（Fusarium solani）壳聚糖酶的基本酶学性质及其在壳寡糖生产中的应用,构建能高效分泌表达壳聚糖酶的酿酒酵母工业菌株。【方法】采用RT-PCR扩增腐皮镰孢菌壳聚糖酶的cDNA序列;通过组氨酸标签,纯化得到E. coli表达的重组壳聚糖酶,并进行基本酶学性质研究;以薄层层析、高效液相色谱等技术对该酶的酶解产物进行分析;通过马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）菊粉酶信号肽（INU1A）实现壳聚糖酶在酿酒酵母工业菌株N-27中的分泌表     

酿酒酵母转座标签插入突变体263-H9中高盐胁迫基因的确定

突变体263-H9是利用mTn3转座标签对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) W303-1A诱变、筛选得到的。该突变体表现出对多种逆境胁迫(1.5 mol/L山梨醇高渗透压胁迫、0.65 mol/L NaCl高盐胁迫和15℃低温胁迫)敏感的表型特征, 而且与其他突变体不同其转座标签的插入位点是GIP2和YER053C-A的基因间隔区域。本文通过基因敲除、基因组文库功能互补等多种分子生物学和遗传学方法, 确定了突变体263-H9的敏感表型不是由于转座标签的插入直接引起的, 而是盐胁迫反应信号传导途经中重要的基因PBS2发生部分缺失, 造成该基因不能正常表达, 而导致的表型变化。     

酿酒酵母转化木糖生产化学品的研究进展

木糖的有效利用是木质纤维素生产生物燃料或化学品经济性转化的基础。30年来,通过理性代谢改造和适应性进化等工程策略,显著提高了传统乙醇发酵微生物——酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae的木糖代谢能力。因此,近年来在酿酒酵母中利用木糖生产化学品的研究逐步展开。研究发现,酿酒酵母分别以木糖和葡萄糖为碳源时,其转录组和代谢组存在明显差异。与葡萄糖相比,木糖代谢过程中细胞整体呈现出Crabtree-negative代谢特征,如有限的糖酵解途径活性减少了丙酮酸到乙醇的代谢通量,以及增强的胞质乙酰辅酶A合成和呼吸能量代谢等,这都有利于以丙酮酸或乙酰辅酶A为前体的下游产物的有效合成。文中对酿酒酵母木糖代谢途径改造与优化、木糖代谢特征以及以木糖为碳源合成化学品的细胞工厂构建等方面进行了详细综述,并对木糖作为重要碳源在大宗化学品生物合成中存在的困难和挑战以及未来研究方向进行了总结与展望。     

木酮糖激酶表达水平对酿酒酵母木糖代谢产物流向的影响

在酿酒酵母中分别引入真菌和细菌的木糖代谢关键酶,木糖还原酶基因XYL1、木糖醇脱氢酶基因XYL2和木糖异构酶基因xylA. 并在此基础上以共转化策略超表达下游关键酶木酮糖激酶基因XKS1. 与亲本菌株相比,用pMA91和YEp24质粒表达XKS1的重组菌株,木酮糖激酶（xylulokinase,XK）活性分别提高了14和6.7倍. 在限氧条件下,重组菌株对木糖和葡萄糖的共发酵结果显示,表达XYL1,XYL2以及XKS1的重组菌株HSXY-251木糖消耗为12.4 g/L,提高了120.9%,乙醇产量达到9.4 g/L,提高了36%,副产物木糖醇产量为0.7 g/L,下降了84.9%.     

酿酒酵母人造纤维小体的研究进展简

纤维素乙醇的统合生物加工过程（consolidated bioprocessing,CBP）是将（半）纤维素酶生产、纤维素水解和乙醇发酵过程组合,通过一种微生物完成的生物加工过程。 CBP有利于降低生物转化过程的成本,受到研究者的普遍关注。酿酒酵母（ Saccharomyces cerevisiae）作为传统的乙醇生产菌株,是极具潜力的CBP底盘细胞。纤维小体是某些厌氧微生物细胞表面由纤维素酶系与支架蛋白组成的大分子复合物,它能高效降解木质纤维,在酿酒酵母表面展示纤维小体已成为构建CBP细胞的研究热点。笔者综述了人造纤维小体在酿酒酵母细胞表面展示组装的研究进展,重点阐述了纤维小体各元件的设计和改造,并针对酿酒酵母分泌途径的改造,提出提高人造纤维小体分泌组装的可能性策略。     

酿酒酵母L-阿拉伯糖转化乙醇代谢工程的研究进展

L-阿拉伯糖是木质纤维素原料中一种重要的五碳糖组分,但传统的乙醇生产菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)不能利用L-阿拉伯糖。通过代谢途径工程手段,在酿酒酵母中引入L-阿拉伯糖初始代谢途径可以获得能利用L-阿拉伯糖乙醇发酵的重组菌株。并且,通过代谢途径的疏通以及吸收系统的优化可以强化重组菌株代谢L-阿拉伯糖的能力。笔者从以上角度综述了近年来酿酒酵母转化L-阿拉伯糖生产乙醇的研究进展。