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应用与环境生物学报 ›› 2024, Vol. 30 ›› Issue (03): 586-592.DOI: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2024.01015

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乙醇和木糖醇联产酿酒酵母菌株的代谢优化

王芯雨, 杨白雪, 谢采芸, 张全, 缪晡, 汤岳琴   

  1. 四川大学建筑与环境学院环境生物技术研究中心成都
    四川省环境保护有机废弃物资源化利用重点实验室
    中石化(大连)石油化工研究院有限公司大连
    中石化上海工程有限公司上海
  • 发布日期:2024-10-18
  • 基金资助:
    国家重点研发计划重点专项项目(2022YFE0108500)资助

  • Published:2024-10-18

摘要: 构建性能优良的发酵葡萄糖和木糖同步生产乙醇和木糖醇的工业酿酒酵母菌株是实现秸秆等木质纤维素原料燃料乙醇和木糖醇同步生产的基础.以前期工作构建的一株具有良好木糖醇积累能力的工程菌株CK17为基础,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,研究菌株内源己糖转运蛋白定点突变、水甘油通道蛋白编码基因FPS1高表达、木糖还原基因拷贝数增加等对菌株在批次发酵条件下代谢木糖积累木糖醇的影响.结果表明,定点突变己糖转运蛋白Hxt3p和Hxt7p获得了工程菌株CM3和CM7,其木糖利用速率分别提升了92.1%和69.0%.将CM3的FPS1基因的启动子替换成TDH3基因启动子获得了工程菌株CM3FTD,其木糖利用速率比CM3提升了32.6%.增加CM3FTD菌株的木糖还原酶基因的拷贝数获得了菌株TX,其木糖利用速率比CM3FTD提升了17.2%.利用秸秆预处理物料进行同步糖化发酵,菌株TX发酵性能较出发菌株CK17得到显著提升,木糖代谢速率提升56.4%,木糖醇浓度和乙醇浓度分别达到57.6 g/kg和48.5g/kg,木糖醇收率接近理论收率,乙醇收率达到0.43g/g.本研究构建的工程菌株为利用秸秆原料同步生产乙醇和木糖醇提供了优良的菌株来源.(图4表6参23)

关键词: 酿酒酵母, 木糖醇, 纤维素燃料乙醇, 秸秆

中图分类号: