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菊粉酶基因在酿酒酵母中的表达及乙醇发酵

李楠楠  袁文杰  王娜  辛程勋  葛旭萌  白凤武  
【摘要】:以乙醇耐受力较强的酿酒酵母为受体菌,构建了能够分泌菊粉酶的基因工程菌并进行了菊芋粉的生料发酵。首先,以马克斯克鲁维酵母Kluyveromyces marxianus中的基因组DNA为模板,PCR扩增菊粉酶编码基因inu,分别使用菊粉酶自身启动子和酵母磷酸甘油激酶(Phosphoglycerate kinase,pgk)启动子,构建重组表达质粒HO/p-inu和HO/pgk-inu。经NotⅠ线性化后,采用电击法转化酿酒酵母工业菌株Saccharomyces cerevisiae 6525,分别得到含菊粉酶基因的阳性菌株HI6/1~HI6/10及HPI6/1~HPI6/3。实验结果表明HI6/6及HPI6/3的菊粉酶活力较高,分别为86.0 U/mL和23.8 U/mL,是出发菌株的4.6倍和1.5倍。进而以粗菊芋粉生料为底物进行了乙醇发酵,当浓度为200 g/L时,重组菌株HI6/6和HPI6/3的发酵终点乙醇浓度分别为55 g/L和52 g/L,糖醇转化率分别为0.495和0.453,达到理论值的96.9%和88.6%。这些研究工作为非粮作物菊芋生产燃料乙醇奠定了良好的基础。

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