酵母海藻糖酶缺失突变株的构建及其耐性

[目的]构建酵母海藻糖酶缺失突变株,并进行耐性分析,进一步研究海藻糖与酵母耐性之间的关系,为商业生产打下一定的基础.[方法]利用同源重组的方法,敲除了编码酸性海藻糖酶的ATH1基因和中性海藻糖酶的NTH1基因,构建了酸性海藻糖酶缺失突变株(△ath1)、中性海藻糖酶缺失突变株(△nth1)和双缺失突变株(△ath1△nth1),并进行了耐性分析.[结果]结合PCR和Southernblot的结果,验证了突变株构建的正确.所有突变株的海藻糖积累量和细胞密度均高于亲本,冷冻、高温、高糖和酒精耐性提高了.[结论]说明海藻糖含量与酵母耐性有一定的相关性.突变株耐性的改善,表明它们在酿造和烘焙产业中具有潜在的商业价值.     

利用制糖废蜜流加培养酵母的动力学研究

研究了以廉价原料糖蜜流加培养酵母的生产工艺,确定了最佳工艺参数,并根据酵母在流加培养过程中比生长速率和耗糖速率的变化,对动态的糖流加工艺进行研究,得出了流加培养的动力学模型,然后通过流加培养过程中实际糖流加曲线对所提出的模型进行验证。研究结果表明,流加培养模型能较好地反映酵母流加培养过程中糖流加的规律,对酵母的流加培养具有一定的指导意义。     

粘红酵母发酵生产类胡萝卜素培养条件的优化

目的是通过测定不同条件下类胡萝卜素的产量找出粘红酵母发酵生产类胡萝卜素的最优条件。探讨了不同碳源、氮源对粘红酵母菌体生长和色素形成的影响,并通过正交实验确定了最佳条件组合。实验结果表明,最适发酵培养条件为：蔗糖40g/L、酵母粉20g/L、转速150r/min、装液量30mL/500mL、发酵时间84h。在此条件下,粘红酵母摇瓶发酵的生物量、类胡萝卜素含量及产量分别达15.17g/L、718.6μg/g、10.9mg/L,依次比初始发酵提高了1倍、7.4倍和15.8倍。发酵过程动态分析表明,84h色素产量达最高峰。     

以甘蔗糖蜜为碳源发酵生产海藻糖的研究

对以甘蔗糖蜜为碳源生产海藻糖的工艺条件进行了研究,结果表明,甘蔗糖蜜完全可以提供酵母菌体生长和海藻糖合成所需的碳源,以28g鲜酵母/L的接种量,流加培养14d(其中培养11h后调pH至5.0,加入1.5%NaCl,升温至39℃继续培养3h),可使海藻糖的产量达9.4g/L。     

面包酵母海藻糖积累条件的研究

对面包酵母的海藻糖积累条件及补料分批发酵进行了研究。结果表明 pH为 5 .0 ,温度 37℃有利于海藻糖积累。少量多次的补加葡萄糖可持续增加海藻糖的含量 ,但随着发酵时间的延长 ,葡萄糖对海藻糖转化率有逐渐减少的趋势。     

用于筛选抑制丙型肝炎病毒内部核糖体进入位点活性药物的整合型细胞药物筛选模型的构建和评价

目的：构建一个能用于筛选抑制丙型肝炎病毒内部核糖体进入位点（HCV—IRES）活性药物的整合型细胞药筛模型。方法：构建携带HCV 5＇-UTR调控报告基因分泌型碱性磷酸酶（SEAP）基因的质粒pHCV5’-SEAP和用作筛选标记的pNeo^R,线性化后共转染于Huh-7细胞中,经G418筛选后得到抗性细胞克隆,进行SEAP定量检测筛选后,得到能用于筛选抑制HCV-IRES活性药物的整合型细胞药筛模型;连续培养24代,用MTT法测细胞相对活力评价该药筛模型的生长稳定性,用SEAP定量检测法评价该药筛模型的SEAP表达稳定性,用反义寡聚核苷酸抑制试验评价模型的药筛灵敏度。结果：G418筛选后得到26个抗性细胞克隆;对其中5个抗性细胞克隆进行SEAP定量检测筛选后,得到3个能表达SEAP的阳性细胞克隆;连续培养24代过程中,该药筛模型的生长稳定性大干80％,SEAP表达稳定性达95％。结论：构建的细胞模型具有良好的稳定性和药筛灵敏度,符合作为药物筛选模型的要求。     

mal62 基因高表达对工业面包酵母发酵力的影响

【目的】构建高麦芽糖利用能力的面包酵母菌株,以期提高面包酵母在不加糖面团中的发酵力,增加经济效益的同时减少成本消耗。【方法】克隆工业面包酵母BY-14的麦芽糖酶基因mal62,以PGK1强启动子和终止子为调控元件,以酵母-大肠穿梭型质粒Yep-C为载体,构建重组表达质粒Yep-CPM,并转化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BY-14,经筛选鉴定获得酵母转化子BYCPM。进行转化子的酶活力、mal62基因表达水平及发酵力测定,检测目的基因的功能性表达。【结果】工业酵母转化子BYCPM的最大麦芽糖酶活力比对照菌提高15%-52%,发酵力提高40%,比发酵力提高5.6%。【结论】转化子BYCPM具有更高的麦芽糖酶活力和更强的抗葡萄糖阻遏能力。并且在不加糖面团中,转化子具有更高的发酵力,可以在更短的时间内获得更大的产气量且消耗更少的碳源。     

优良面包酵母菌株的杂交育种

本文对实验室保存的面包酵母进行筛选, 以不加糖面团发酵力最高的菌株BY-14和高糖面团发酵力最高的菌株BY-6作为两杂交亲本。二倍体菌株经过单倍体制备、分离和筛选后, 利用群体杂交方法, 获得了一株兼备两亲本优良性能的面包酵母菌株, 其不加糖面团发酵力达到菌株BY-14水平, 且高糖面团发酵力比菌株BY-6提高了25％。     

ILV2基因缺失对啤酒酵母生长与双乙酰代谢的影响

【目的】旨在应用分子生物学方法降低啤酒发酵液中双乙酰含量,改善啤酒感官质量。【方法】以酿酒酵母S2(Saccharomyces cerevisiae)为出发菌株,通过同源重组敲除四倍体啤酒酵母α-乙酰乳酸合成酶部分基因(ILV2),构建缺失一个和两个ILV2等位基因的突变株QI2-1和QI2-2,并进行啤酒发酵实验。【结果】ILV2基因的缺失,会导致菌株初始生长速率的降低。其中QI2-2较为明显,12 h时,突变株与出发菌株的生长速率达到一致。啤酒发酵结果表明,与出发菌株相比,突变株QI2-1双乙酰峰值与双乙酰最终含量分别降低17.50%和17.83%,而QI2-2分别降低51.67%和45.65%。其他啤酒指标如酒精度、发酵度、残糖和风味物质等略有变化,但都在优质啤酒指标范围内,符合啤酒发酵的质量要求。【结论】通过同源重组敲除部分ILV2基因和选育低产双乙酰菌株是降低啤酒双乙酰含量、提高啤酒质量的有效方法,具有一定的实际应用价值。     

柠檬烯和红没药烯的微生物代谢工程

柠檬烯和红没药烯均为植物天然产物,分别属于单萜类和倍半萜类化合物,能够预防和治疗癌症等多种疾病。以其作为前体物,还可以转化合成多种具有高附加值的工业产品,例如药品、保健品、化妆品及生物燃料等。目前柠檬烯和红没药烯的工业生产主要是通过植物提取法实现的,但从植物组织中提取柠檬烯和红没药烯存在着产物含量低和分离纯化困难等缺点。微生物代谢工程的快速发展为这些植物天然产物的生产提供了一条更具潜力的生物合成路线。利用微生物代谢工程技术构建生产这些有价值的植物天然产物的微生物细胞工厂具有绿色清洁、可持续发展和经济效益好等独特优势。文中系统综述了近年来代谢工程技术在微生物合成柠檬烯和红没药烯过程中的应用进展,包括所涉及的宿主菌株、关键酶、代谢途径及其改造等,并探讨了其未来发展方向。