自絮凝酵母SPSC01组学分析与胁迫耐受性相关基因功能解析
发布时间：2021-08-01 03:12
酿酒酵母发酵是燃料乙醇生产的核心。提高发酵终点乙醇浓度,不仅可以节省乙醇精馏能耗,而且显著减少废糟液量。酿酒酵母高温耐受性较差（≤34℃）,特别在夏季高温季节,乙醇发酵装置无法使用常规循环冷却水进行降温,需要设备投资大和运行能耗高的低温冷却水,而提高酵母的高温发酵性能可有效解决此问题。木质纤维素类生物质资源非常丰富,广泛分布,可作为燃料乙醇生产可持续的原料来源,但其预处理过程会产生乙酸、糠醛、羟甲基糠醛及酚类化合物等副产物。高浓度乙醇、高发酵温度及毒性副产物均对酵母生长和代谢产生明显的胁迫,影响发酵效率。酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）SPSC01是由本课题组选育,具有絮凝性状的专利菌株,已应用于燃料乙醇生产。虽然该菌株自絮凝分子机理已阐明,但这一表型对环境胁迫耐受性的影响尚未探究。基于此,利用比较基因组与转录组联合分析SPSC01胁迫耐受性,筛选潜在的改造基因,构建单基因敲除与过表达的突变体,鉴定基因的胁迫耐受功能,为工业酵母改造提供新思路,具有重要的理论意义和实际应用价值。1)SPSC01自絮凝表型对酵母细胞环境胁迫耐受性的影响通过外源添加甲酸、乙酸、丙酸...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：205 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１全球一次能源消费（ａ）、能源结构优化（ｂ）、主要经济体能源消费（ｃ）与中国能源结构（ｄ）的概况??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｉｎｃｒｅａｓｅｄ?ｐｒｉｍａｒｙ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?（ａ）?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｇｒａｄｕａｌ?ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆ?
Ｓ２８８ｃ相比，含约３６，０００纯合子和约３０，０００杂合子的ＳＮＰｓ，有基因缺失及基因拷贝数??变异，可能与生理特征相关联。用最大似然法分析系统进化，表明一些基因（／／Ｍ／／２）??可能与乙醇发酵性能相关，见图１．７（ｂ）［８５］。??１７??
光或加热易分解？，乙酰丙酸的添加量较大，影响发酵液的总体积；５－ＨＭＦ添加干扰细胞??生长ＯＤ值的准确性，会造成误差，均未列入本次实验。??本文继续比较絮凝酵母ＳＰＳＣ０１、非絮凝酵母ＳＰＳＣ０１ＡＦＬ（９７和Ｓ２８８ｃ?（图２．４）在??特定抑制物浓度添加下的胁迫耐受性。ＳＰＳＣ０１能在发酵液中快速沉降，肉眼观察与镜??检可知，无絮凝表型的ＳＰＳＣ０１ＡＦＩＯ／与Ｓ２８８ｃ并无明显区别。??图２．４絮凝酵母ＳＰＳＣ０１、非絮凝酵母ＳＰＳＣ０１ＡＦＬＯ／和Ｓ２８８ｃ摇瓶发酵时的细胞形态??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ?ｙｅａｓｔ?ＳＰＳＣＯ１，?ｔｈｅ?ｎｏｎ－ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ?ｓｔｒａｉｎ?ＳＰＳＣＯ１?ＡＦＬＯｌ?ａｎｄ?Ｓ２８８ｃ??ｕｎｄｅｒ?ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ?ｃｕｌｔｕｒｅ．?Ｔｈｅ?ｃｕｌｔｕｒｅｓ?ｗｅｒｅ?ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｄ?ｂｙ?ｖｉｇｏｒｏｕｓ?ｓｈａｋｉｎｇ，?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ｗａｓ?ｔｈｅｎ??ｒｅｍａｉｎｅｄ?ｓｔａｔｉｃ?ｆｏｒ?３－５?ｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｂｅｎｃｈ?ｆｏｒ?ｙｅａｓｔ?ｆｌｏｅｓ?ｔｏ?ｓｅｔｔｌｅ?ｄｏｗｎ．??实验结果见图２．５，无抑制物（因子）添加条件下，三个菌株４８?ｈ时均耗完葡萄糖，??ＳＰＳＣ０１与ＳＰＳＣＯｌＡｆＺＯ／的生物量积累并无差异，Ｓ２８８ｃ的生物量略低；而乙醇产量：??ＳＰＳＣ０１略高于ＳＰＳＣ０１ＡＦＩＯ／和Ｓ２８８ｃ
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国秸秆分布情况及转化生产燃料乙醇的研究进展[J]. 余建明,施凯强,王盛炜,许召贤,翟睿,闻志强,金明杰. 生物产业技术. 2018(04)
[2]基于木糖异构酶途径的木糖发酵酿酒酵母菌株构建研究进展[J]. 李云成,孟凡冰,苟敏,孙照勇,汤岳琴. 生物技术通报. 2017(10)
[3]纤维素乙醇产业进展[J]. 林鑫,武国庆. 当代化工. 2015(08)
[4]提高木质纤维素酶解糖化效率的研究进展[J]. 曹长海,张全,关浩,王领民,乔凯,佟明友. 中国生物工程杂志. 2015(08)
[5]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[J]. 杜昭励,程艳飞,朱卉,何秀萍,张博润. 生物工程学报. 2015(02)
[6]絮凝酵母吸附Cr（VI）的机理[J]. 陈丽杰,王志存,葛旭萌,白凤武. 生物工程学报. 2011(01)
[7]利用SPT3的定向进化提高工业酿酒酵母乙醇耐受性[J]. 赵心清,姜如娇,李宁,杨晴,白凤武. 生物工程学报. 2010(02)
[8]纤维素乙醇生物加工过程中的抑制物对酿酒酵母的影响及应对措施[J]. 李洪兴,张笑然,沈煜,董永胜,鲍晓明. 生物工程学报. 2009(09)
[9]自絮凝颗粒酵母发酵菊芋汁生产乙醇[J]. 常宝磊,袁文杰,赵心清,任剑刚,白凤武. 过程工程学报. 2009(04)
本文编号：3314724
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：205 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１全球一次能源消费（ａ）、能源结构优化（ｂ）、主要经济体能源消费（ｃ）与中国能源结构（ｄ）的概况??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｉｎｃｒｅａｓｅｄ?ｐｒｉｍａｒｙ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?（ａ）?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｇｒａｄｕａｌ?ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆ?
Ｓ２８８ｃ相比，含约３６，０００纯合子和约３０，０００杂合子的ＳＮＰｓ，有基因缺失及基因拷贝数??变异，可能与生理特征相关联。用最大似然法分析系统进化，表明一些基因（／／Ｍ／／２）??可能与乙醇发酵性能相关，见图１．７（ｂ）［８５］。??１７??
光或加热易分解？，乙酰丙酸的添加量较大，影响发酵液的总体积；５－ＨＭＦ添加干扰细胞??生长ＯＤ值的准确性，会造成误差，均未列入本次实验。??本文继续比较絮凝酵母ＳＰＳＣ０１、非絮凝酵母ＳＰＳＣ０１ＡＦＬ（９７和Ｓ２８８ｃ?（图２．４）在??特定抑制物浓度添加下的胁迫耐受性。ＳＰＳＣ０１能在发酵液中快速沉降，肉眼观察与镜??检可知，无絮凝表型的ＳＰＳＣ０１ＡＦＩＯ／与Ｓ２８８ｃ并无明显区别。??图２．４絮凝酵母ＳＰＳＣ０１、非絮凝酵母ＳＰＳＣ０１ＡＦＬＯ／和Ｓ２８８ｃ摇瓶发酵时的细胞形态??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ?ｙｅａｓｔ?ＳＰＳＣＯ１，?ｔｈｅ?ｎｏｎ－ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ?ｓｔｒａｉｎ?ＳＰＳＣＯ１?ＡＦＬＯｌ?ａｎｄ?Ｓ２８８ｃ??ｕｎｄｅｒ?ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ?ｃｕｌｔｕｒｅ．?Ｔｈｅ?ｃｕｌｔｕｒｅｓ?ｗｅｒｅ?ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｄ?ｂｙ?ｖｉｇｏｒｏｕｓ?ｓｈａｋｉｎｇ，?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ｗａｓ?ｔｈｅｎ??ｒｅｍａｉｎｅｄ?ｓｔａｔｉｃ?ｆｏｒ?３－５?ｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｂｅｎｃｈ?ｆｏｒ?ｙｅａｓｔ?ｆｌｏｅｓ?ｔｏ?ｓｅｔｔｌｅ?ｄｏｗｎ．??实验结果见图２．５，无抑制物（因子）添加条件下，三个菌株４８?ｈ时均耗完葡萄糖，??ＳＰＳＣ０１与ＳＰＳＣＯｌＡｆＺＯ／的生物量积累并无差异，Ｓ２８８ｃ的生物量略低；而乙醇产量：??ＳＰＳＣ０１略高于ＳＰＳＣ０１ＡＦＩＯ／和Ｓ２８８ｃ
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国秸秆分布情况及转化生产燃料乙醇的研究进展[J]. 余建明,施凯强,王盛炜,许召贤,翟睿,闻志强,金明杰. 生物产业技术. 2018(04)
[2]基于木糖异构酶途径的木糖发酵酿酒酵母菌株构建研究进展[J]. 李云成,孟凡冰,苟敏,孙照勇,汤岳琴. 生物技术通报. 2017(10)
[3]纤维素乙醇产业进展[J]. 林鑫,武国庆. 当代化工. 2015(08)
[4]提高木质纤维素酶解糖化效率的研究进展[J]. 曹长海,张全,关浩,王领民,乔凯,佟明友. 中国生物工程杂志. 2015(08)
[5]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[J]. 杜昭励,程艳飞,朱卉,何秀萍,张博润. 生物工程学报. 2015(02)
[6]絮凝酵母吸附Cr（VI）的机理[J]. 陈丽杰,王志存,葛旭萌,白凤武. 生物工程学报. 2011(01)
[7]利用SPT3的定向进化提高工业酿酒酵母乙醇耐受性[J]. 赵心清,姜如娇,李宁,杨晴,白凤武. 生物工程学报. 2010(02)
[8]纤维素乙醇生物加工过程中的抑制物对酿酒酵母的影响及应对措施[J]. 李洪兴,张笑然,沈煜,董永胜,鲍晓明. 生物工程学报. 2009(09)
[9]自絮凝颗粒酵母发酵菊芋汁生产乙醇[J]. 常宝磊,袁文杰,赵心清,任剑刚,白凤武. 过程工程学报. 2009(04)
本文编号：3314724
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