纤维素酶高产菌株的选育

该文通过利用紫外线、亚硝基胍等对里氏木霉进行诱变处理 ,采用低剂量、反复多次复合诱变处理方法 ,用“以 2 -脱氧葡萄糖作为降解产物阻遏物”的高效筛选方法 ,选育得到一株抗分解代谢阻遏的突变株 。

木霉的空间诱变效应

本文对产纤维素酶的木霉菌孢子和斜面培养菌体搭载中国第18颗返回式卫星后,菌落形态和产酶能力的变化进行了研究。实验结果表明,搭载菌株的菌落形态发生变异,菌株的生长周期出现了缩短或延长的现象。对搭载的木霉菌株进行筛选,获得3株产酶能力大幅度提高的优良突变菌株,产酶能力提高了50%以上,且性状遗传稳定。

里氏木霉及其纤维素酶高产菌株的研究进展

随着纤维素在能源、材料及化工等领域的广泛开发和应用,里氏木霉作为一种重要的产纤维素酶工业用菌种,越来越受到人们的广泛关注。为了提高其酶活,人们做了大量的工作,获得了一些相当好的突变株。对里氏木霉及其突变株的基因组进行研究,有助于人们理解其高效产酶的机制,同时也有利于构建其基因工程菌。介绍里氏木霉Trichoderma reesei的背景及其部分高产纤维素酶突变株,并阐述近些年来对其突变株的基因组的研究进展。

抗分解代谢阻遏纤维素酶变异株的选育

利用紫外线、亚硝基胍等对里氏木霉进行诱变处理 ,采用低剂量、多次复合诱变处理方法 ,以 2 脱氧葡萄糖作为降解产物阻遏物进行高效筛选 ,选育得到一株抗分解代谢阻遏的突变株 ,使纤维素酶活力提高了 3倍 .

里氏木霉QM9414尿嘧啶缺陷型转化体系改进和β-葡萄糖苷酶的过量表达

里氏木霉是广泛应用于纤维素酶生产的工业真菌,但高产突变株遗传操作困难,限制了菌种改良。首先利用定点整合策略敲除里氏木霉突变株QM9414的pyr4基因,成功构建尿嘧啶营养缺陷型菌株QP4,其遗传转化效率显著提高,而且产酶能力不受影响。进一步在QP4中过量表达β-葡萄糖苷酶(BGL)基因bgl1,经大量平板显色筛选获得2株BGL活力明显增强的工程菌QPB4和QPB5,其酶活分别提高10.01倍和8.26倍。利用发酵酶液对2种不同预处理的玉米芯底物进行水解糖化实验,结果显示以酸处理玉米芯为底物时QPB4和QPB5的葡萄糖得率比QP4分别提高60.98%和52.44%,而以脱木素处理玉米芯为底物时其葡萄糖得率分别提高80.01%和86.00%。研究表明改进里氏木霉高产突变株遗传转化体系可以显著促进菌株改良,提高糖化应用效果。

敲除里氏木霉hkmt基因可增强纤维素酶的酶活性和表达水平

表观遗传是不涉及DNA序列变化的可遗传变化,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA调控等。在组蛋白甲基化修饰中,主要是组蛋白赖氨酸甲基转移酶(histone lysine methyltransferase,HKMT)参与调控。有文献报道,HKMT蛋白的催化核心为SET结构域,它具有促进或抑制基因表达的作用。在里氏木霉(Trichoderma reesei)中,HKMT对纤维素酶基因的表达调控的机制尚不明确。本文阐述了以里氏木霉为研究对象,利用Split-Maker技术构建了组蛋白赖氨酸甲基转移酶基因敲除表达盒,并转化了里氏木霉T.reesei QM9414。经PCR及Southern印迹验证正确后,显微镜观察到T.reeseiΔhkmt菌株菌丝较长,分支较多。检测到突变体菌株连续7d滤纸酶活(filter paper enzyme activity,AFP)和羧甲基纤维素钠酶活(carboxymethyl cellulose sodium enzyme activity,CMCA)。结果分别比野生型菌株高出5.00 IU·mL-1、15.00 IU·mL-1。利用RT-qPCR检测到突变菌株纤维素酶及其相关基因cbh1、egl1和xyr1的表达分别高出野生型4.51、3.87和2.51倍。通过对野生型菌株和突变菌株形态特征、纤维素酶酶活性、纤维素酶相关基因表达量的探索,为进一步研究里氏木霉表观遗传调控对纤维素酶表达的影响提供了新思路和实验资料。

敲除组蛋白去乙酰化酶基因hdac对里氏木霉纤维素酶表达的调控作用

[背景]里氏木霉(Trichoderma reesei)是木霉属中产纤维素酶最具代表性的真菌之一,表观遗传调控是不涉及DNA序列变化的可遗传变化,组蛋白去乙酰化是其中一种。组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)负责脱乙酰化,敲除去乙酰化酶基因可引起菌株孢子、菌丝及纤维素酶活性等的一系列改变。[目的]通过敲除里氏木霉组蛋白去乙酰化酶基因(histone deacetylase,hdac)建立了里氏木霉hdac缺失突变株(T.reesei△hdac),以研究对纤维素酶基因表达的调控作用。[方法]利用Split-Maker技术构建了组蛋白去乙酰化酶基因敲除表达盒,并转化了里氏木霉T.reesei QM9414。经PCR及Southern blotting验证正确后,对突变体T.reesei△hdac连续7 d检测滤纸酶活(filter paper activity,AFP)、羧甲基纤维素钠酶活(carboxymethyl cellulase activity,CMCA),利用RT-qPCR检测纤维素酶及其相关基因cbh1、egl1和xyr1的表达。[结果]突变体T.reesei△hdac两种酶活力均显著高于出发菌株,分别高出8.00、30.00 IU/mL。突变体T.reesei△hdac纤维素酶及其相关基因cbh1、egl1和xyr1的转录水平分别为出发菌株T.reesei QM9414的6.50、6.01和4.51倍。[结论]里氏木霉中纤维素酶的基因表达明显受到组蛋白去乙酰化酶基因(hdac)的调控,这为研究里氏木霉表观遗传调控对纤维素酶的影响提供了新的证据。