酵母细胞自絮凝提高抑制物胁迫耐受性初探

发布时间：2024-01-16 19:12

　　纤维素乙醇是可再生新型清洁能源,可缓解石油短缺和降低环境污染。纤维素乙醇生产原料预处理过程会释放有机酸和呋喃类等抑制物,严重影响了酵母生长和乙醇发酵。因此选育具有多种抑制物耐受性且乙醇发酵性能优良的菌株对于纤维素乙醇高效生产具有重要意义。本课题组初步研究发现酵母细胞自絮凝可提高抑制物耐受性,为探究酵母细胞自絮凝提高抑制物耐受性机制,以絮凝酵母SPSC01敲除絮凝基因FLO1获得的菌株SPSC01-△FLO1为对照,在抑制物胁迫下对SPSC01进行转录组检测和分析。前期研究发现SPSC01在糠醛香草酸胁迫下2-脱氧-6-磷酸葡萄糖磷酸酶基因DOG1、甘露糖蛋白基因TIR1和磷脂合成蛋白基因YOL032W表达量明显上调。构建了过表达菌株4126-DOG1、4126-TIR1和S288C-YOL032W,探究这3个基因与酵母抑制物耐受性的关系。结果表明,与4126-HO相比,4 g/L 5-HMF和5 g/L香草酸胁迫下4126-DOG1和4126-TIR1发酵时间缩短了12 h以上。在模拟水解液乙醇发酵过程中乙醇产率分别比4126-HO提高了41.9%和97.3%。与S288C-HO相比,...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 纤维素乙醇生产概述
        1.1.1 纤维素乙醇发展现状
        1.1.2 纤维素乙醇生产过程
    1.2 抑制物胁迫对纤维素乙醇发酵的影响
        1.2.1 有机酸对酵母生长和乙醇发酵的影响
        1.2.2 呋喃类对酵母生长和乙醇发酵的影响
        1.2.3 醛类对酵母生长和乙醇发酵的影响
        1.2.4 多种抑制物协同胁迫对酵母生长和乙醇发酵的影响
    1.3 絮凝酵母及其抑制物耐受性研究
        1.3.1 自絮凝酵母絮凝机制
        1.3.2 影响酵母絮凝的因素
        1.3.3 絮凝酵母与环境胁迫耐受性的关系
    1.4 本研究工作目的意义和内容
2 絮凝酵母SPSC01糠醛香草酸转录组差异基因与抑制物耐受性研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与仪器
        2.2.1 菌株
        2.2.2 培养基及抗生素
        2.2.3 主要仪器设备及相关试剂
    2.3 实验方法
        2.3.1 过表达菌株构建
        2.3.2 RNA提取和实时定量检测过表达基因表达水平
        2.3.3 重组菌株抑制物点板耐受性分析
        2.3.4 重组菌株抑制物胁迫发酵实验
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 过表达2-脱氧-6-磷酸葡萄糖磷酸酶基因DOG1的构建及抑制物耐受性研究
        2.4.2 过表达甘露糖蛋白基因TIR1的菌株构建及抑制物耐受性研究
        2.4.3 过表达磷脂合成蛋白基因YOL032W的菌株构建及抑制物耐受性研究
        2.4.4 4126-DOG1、4126-TIR1与S288C-YOL032W抑制物胁迫耐受性比较
    2.5 本章小结
3 不同启动子及转速调控酵母絮凝与抑制物耐受性研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 菌株
        3.2.2 培养基及抗生素
        3.2.3 主要仪器设备及相关试剂
    3.3 实验方法
        3.3.1 不同启动子调控FLO1絮凝菌株构建
        3.3.2 不同絮凝菌株正常乙醇发酵条件下絮凝粒度对比
        3.3.3 不同絮凝菌株抑制物耐性平板检测
        3.3.4 不同絮凝菌株单一抑制物胁迫下乙醇发酵实验
        3.3.5 不同絮凝菌株AFP混合胁迫下乙醇发酵实验
        3.3.6 不同絮凝菌株不同转速发酵下实际水解液乙醇发酵实验
        3.3.7 乙醇发酵样品参数检测
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 不同启动子调控FLO1基因控制酵母细胞絮凝的验证
        3.4.2 正常乙醇发酵条件下菌株的絮凝粒度比较
        3.4.3 不同絮凝菌株抑制物平板生长情况
        3.4.4 单一抑制物对不同絮凝菌株乙醇发酵的影响
        3.4.5 AFP混合抑制物对不同絮凝菌株乙醇发酵的影响
        3.4.6 实际水解液乙醇发酵过程中转速对不同絮凝菌株的影响
    3.5 本章小结
4 絮凝酵母AFP转录组差异基因与抑制物耐受性研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 菌株
        4.2.2 培养基及抗生素
        4.2.3 主要仪器设备及相关试剂
    4.3 实验方法
        4.3.1 差异基因GNP1和NDE1过表达菌株构建
        4.3.2 单一抑制物与New-AFP混合抑制物胁迫下重组菌株的乙醇发酵性能
        4.3.3 乙醇发酵样品参数检测及分析
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 过表达谷氨酰胺通透酶基因GNP1的构建及抑制物耐受性研究
        4.4.2 过表达线粒体外膜NADH脱氢酶基因NDE1的构建及抑制物耐受性研究
        4.4.3 SPSC01-GNP1和SPSC01-NDE1在抑制物胁迫下乙醇发酵性能比较
    4.5 本章小结
结论
展望
参考文献
附录 本论文涉及的基因序列
    (1)DOG1ORF序列
    (2)TIR1ORF序列
    (3)YOL032WORF序列
    (4)GNP1ORF序列
    (5)NDE1ORF序列
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3879062