丙酮丁醇梭菌PTS ManⅡ 系统的分子改造及发酵研究

发布时间：2021-08-12 01:31

　　绿色环保、可持续发展的能源,已经成为全球各国发展的共同需求。生物丁醇因其具有热值高,便于管道运输且能与汽油以任意比混合等优良性能,越来越受到科研人员的重视。丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）发酵生产丁醇时伴随着丙酮、乙醇等副产物,故称为ABE（Acetone-Butanol-Ethanol）发酵。C.acetobutylicum L7是由C.acetobutylicum ATCC 824筛选出的一株稳定高产突变菌株,在本实验室人员前期研究的基础上得知,C.acetobutylicum L7添加Zn SO4（1 mg/L）后,与空白对照组相比,糖的利用率、丁醇的产量和产率均有所增加,因此做了相关的C.acetobutylicum L7和C.acetobutylicum L7（Zn+）转录组数据分析,发现基因ptna（CAP0066）、man Y/lev F（CAP0067）和ptnd（CAP0068）都是上调基因,上调倍数分别是6.9、7.0和7.1。这三个基因是PTSMan II系统操纵子的编码基因,与果糖和甘露糖的转运有关。本文进行了如下研究:以C.... 

【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】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 生物丁醇
        1.1.1 丁醇的理化性质
        1.1.2 丁醇的应用
        1.1.3 丁醇的工业制法
        1.1.4 丁醇的发酵菌株
    1.2 丙酮丁醇梭状芽孢杆菌的代谢途径
        1.2.1 EMP途径
        1.2.2 HMP途径
        1.2.3 产酸途径
        1.2.4 产溶剂途径
    1.3 丙酮丁醇梭状芽孢杆菌的糖转运系统
        1.3.1 PTS系统的糖转运
        1.3.2 非PTS系统的糖转运
    1.4 生物丁醇研究进展
        1.4.1 发酵原料的选择—非粮作物及生物基废料
        1.4.2 生物过程工程调控(pH、ORP和外源物添加等调控)
        1.4.3 耦联新型高效分离技术
        1.4.4 菌株改造
    1.5 课题的目的及意义
2 敲除、过表达和回补基因工程菌株构建
    2.1 引言
    2.2 实验材料
        2.2.1 菌株和质粒
        2.2.2 实验试剂
        2.2.3 本章所用抗生素及培养基
        2.2.4 本章主要实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 分子实验操作
        2.3.2 梭菌的电转与保藏
    2.4 基因工程菌株的构建
        2.4.1 敲除突变菌株的构建
        2.4.2 过表达突变菌株的构建
        2.4.3 回补突变菌株的构建
        2.4.4 空载菌株的构建
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 敲除菌株验证
        2.5.2 过表达菌株构建验证
        2.5.3 回补菌株构建验证
        2.5.4 空载菌株构建验证
    2.6 本章小结
3 基因工程菌株发酵动力学
    3.1 引言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 实验菌株
        3.2.2 本章所用实验试剂
        3.2.3 本章所用实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 培养基
        3.3.2 培养方法
        3.3.3 样品分析方法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 敲除菌株发酵性能的研究
        3.4.2 过表达菌株发酵性能的研究
        3.4.3 回补菌株发酵性能的研究
    3.5 本章小结
4 各过表达突变菌株以模拟液与菊芋块茎水解液为碳源的发酵情况
    4.1 引言
    4.2 实验材料与仪器
        4.2.1 实验菌株
        4.2.2 实验试剂
        4.2.3 实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 培养基
        4.3.2 培养方法
        4.3.3 样品分析方法
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 以混合糖为碳源进行的发酵
        4.4.2 以实际物料菊芋为碳源进行的发酵
    4.5 本章小结
结论
创新点
展望
参考文献
附录A CAP0066基因序列
附录B CAP0067基因序列
附录C CAP0068基因序列
附录D thl启动子基因序列
附录E 序列比对结果
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]原位萃取发酵耦合工艺高产丁醇的初步研究[J]. 王鑫昕.  河北农业大学学报. 2008(06)



本文编号：3337303