絮凝基因FLO1及FLO1c高表达提高工业酿酒酵母乙酸耐受性及发酵性能

乙酸是生物质乙醇发酵过程中酵母细胞面临的重要抑制剂之一,对细胞生长及发酵性能有强烈的抑制作用。增强酵母菌对乙酸胁迫的耐受性对提高乙醇产率具有重要意义。用分别带有完整絮凝基因FLO1及其重复序列单元C发生缺失的衍生基因FLO1c的重组表达质粒分别转化非絮凝型工业酿酒酵母CE6,获得絮凝型重组酵母菌株6-AF1和6-AF1c。同时以空载体p YCPGA1转化CE6的菌株CE6-V为对照菌株。与CE6-V相比,絮凝酵母明显提高了对乙酸胁迫的耐受性。在0.6%(V/V)乙酸胁迫下,6-AF1和6-AF1c的乙醇产率分别为对照菌株CE6-V的1.56倍和1.62倍;在1.0%(V/V)乙酸胁迫下,6-AF1和6-AF1c的乙醇产率分别为对照菌株CE6-V的1.21倍和1.78倍。可见絮凝能力改造能明显提高工业酿酒酵母的乙酸胁迫耐受性及发酵性能,而且FLO1内重复序列单元C缺失具有更加明显的效果。

FLO1基因靠近3'端重复序列对酵母菌絮凝蛋白功能的调控

【目的】研究絮凝基因FLO1中靠近3'端重复DNA序列缺失对絮凝蛋白Flo1功能的影响,为遗传稳定的最小絮凝功能基因的构建及酵母菌絮凝特性的可控改造提供理论依据。【方法】通过融合PCR的方法得到FLO1内靠近3'端重复DNA序列B、C和D全部缺失的衍生基因FLO1bcd,比较FLO1及FLO1bcd在非絮凝酵母细胞中表达后,菌株在不同条件下絮凝特性的差异。【结果】与表达完整絮凝基因FLO1的酵母菌株YSF1相比,FLO1内靠近3'端重复DNA序列全部缺失的酵母菌株YSF1bcd的絮凝强度仅略有降低,而且其絮凝特性对钙离子的依赖性、金属离子的敏感性及乙醇敏感性均没有明显变化,但对环境pH以及温度的变化表现出更广泛的适应性,受甘露糖抑制的敏感性也有所降低。【结论】FLO1中重复DNA序列B、C和D全部缺失与单独缺失C或D一样可以提高絮凝蛋白的构象和功能稳定性,使酵母细胞在极端酸碱环境下仍然表现出明显的絮凝特性;这些重复序列的完全缺失对其他絮凝特性没有明显影响。因此可以通过重复序列删减策略构建遗传稳定的最小絮凝功能基因,为絮凝特性在发酵工业及环境修复方面的可控应用奠定理论基础。