热带假丝酵母木糖乙醇发酵相关基因的筛选与分析

以木糖代谢模式菌株热带假丝酵母为材料,采用抑制性消减杂交技术构建高质量的木糖、葡萄糖发酵产乙醇的正向、反向SSH-cDNA文库。采用ABI3730系统测定2个文库中的1 013和525条EST序列,共拼接注释得到正向、反向文库中525个和288个差异性表达的已知基因,另有67个和12个可能的新基因,并对已知基因进行了GO分类。通过文库间BLAST比对去除相似序列,再结合经典代谢理论的指导筛选出候选基因,以实时定量PCR对它们进行了验证和转录本的定量比较分析,最终筛选出与部分木糖代谢和乙醇发酵相关的主效基因,包括STP、HAGT、XR2、XDH1、XDH2和ADH。实验为热带假丝酵母及其他木糖发酵菌株的糖代谢和乙醇发酵的转录谱、基因重组、代谢工程及发酵调控等相关研究提供理论指导。

代谢改造热带假丝酵母发酵木糖母液生产木糖醇

木糖醇是一种在食品、医药、轻工等领域具有广泛用途的多元醇,目前主要通过酸水解木聚糖获得木糖并进一步化学催化加氢方法制备。提取木糖过程中会产生大量的木糖母液副产物,其中含有一定浓度的葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等碳源,以及少量的糠醛、四氢呋喃等物质。研究微生物转化木糖母液生产高附加值化学品不仅能够提高木糖母液的利用价值,而且能够减少环境污染。热带假丝酵母不仅能够利用葡萄糖,也具有高效的木糖代谢途径。首先利用代谢工程技术删除了热带假丝酵母菌株的木糖醇脱氢酶基因,获得能够转化木糖积累木糖醇的突变株。在此基础上,评价了突变株在木糖母液培养基中的发酵性能。通过单因素优化实验确定了突变株发酵生产木糖醇较优的发酵工艺:培养基组成为木糖母液300g/L,玉米浆5g/L;最佳发酵条件为:发酵温度35℃,初始p H为5.0,接种量15%,200r/min摇床培养140h。利用优化后的发酵工艺,木糖醇产量达到83.01g/L。初步建立了转化木糖母液生产木糖醇的工艺,为进一步利用木糖母液奠定了基础。

休哈塔假丝酵母中甲酸抑制的目标基因发掘

【目的】探究甲酸对木糖乙醇发酵模式菌株休哈塔假丝酵母基因转录的影响规律,发掘抑制的目标基因及抑制特征。【方法】基于该酵母葡萄糖、木糖代谢转录组的研究成果,结合细胞代谢途径和人工基因比对筛选出乙醇发酵相关基因,再通过RQ-PCR对梯度甲酸抑制条件下的上述基因进行定量分析,进而发掘出甲酸抑制的目标基因。【结果】共筛选出42个相关基因,经RQ-PCR定量分析最终确定受甲酸显著抑制的基因10个,上调基因5个。【结论】在基因转录水平上,休哈塔假丝酵母中甲酸显著抑制的基因按照抑制强度降序排列为XYL2、ACS、RKI、TAL、GND1、TKL、ZWF1、XYL1、PDH和PDC,按照上调强度降序排列为ALD、GLK、MDH、PFK、ADH。