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酵母代谢木糖产乙醇重组质粒构建

收藏本文 2024-03-29 点赞:23658 浏览:107197 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:燃料乙醇是公认的最有发展前景的可再生清洁能源之一。木质纤维素是地球上最充分的有机资源,以木质纤维素类生物质生产燃料乙醇不仅降低燃料乙醇生产的原料成本,同时在废物处理、环境保护等起到一定的作用。木糖发酵是植物纤维原料生物转化制取乙醇商业化生产的基础和关键,但自然界存在的微生物菌株不能商业化生产的。利用基因工程技术对酵母菌改造,以提高它们的木糖发酵能力研究和开发的。opgo和Primer premier5软件设计引物,从休哈塔检测丝酵母中克隆到木糖还原酶基因xyl1,从热带检测丝酵母中克隆到木糖醇脱氢酶基因xyl2,从酿酒酵母中扩增到木酮糖激酶基因xks1。对三个基因序列分析,它们均不含内含子。以携带酵母菌乙醇脱氢酶启动子(alcohol dehydrogenase promoter,ADHp)和终止子(alcohol dehydrogenase terminator,ADHt)的质粒pGADT7为模板,PCR克隆ADHp和ADHt。分别将xyl1和xks1与乙醇脱氢酶启动子、终止子重组,使两者置于酵母组织型强表达启动子ADHp的控制下表达,ADHp-xyl1-ADHt和ADHp-xks1-ADHt。并将xyl2组入酵母表达载体pMA91磷酸甘油激酶强启动子(phosphoglycerate kinase promoter,PGKp)下,筛选正向阳性克隆子,经HindⅢ酶切PGKp-xyl2-PGKt。三个基因分别置于PGKp和ADHp控制下表达,使xyl2表达量略高于xyl1、xks1,可以在一定上减少木糖醇的积累,增加乙醇产量。以酵母整合型载体Ylp5为出发质粒,分别将ADHp-xyl1-ADHt、PGKp-xyl2-PGKt和ADHp-xks1-ADHt插入到Ylp5的EcoRⅠ、HindⅢ和BamHⅠ位点,筛选正向阳性克隆子,的重组质粒Ylp5-3。本研究成功地构建了携带木糖代谢途径关键酶基因xyl1、xyl2及xks1的重组整合型质粒,为探讨酿酒酵母发酵木糖产乙醇奠定了基础。关键词:酿酒酵母论文木糖代谢论文燃料乙醇论文发酵论文重组质粒论文

    摘要8-9

    Abstract9-11

    1 前言11-24

    1.1 自然界中木糖发酵微生物的种类11-13

    1.2 微生物的木糖代谢途径13-16

    1.3 构建代谢木糖的重组酿酒酵母16-21

    1.3.1 引入木糖还原酶和木糖醇脱氢酶的代谢途径17-19

    1.3.2 引入木糖异构酶的代谢途径19-20

    1.3.3 原生质体融合的方法构建发酵木糖的酵母工程菌20-21

    1.4 提高重组酿酒酵母发酵木糖产乙醇的能力21-23

    1.5 本研究的目的和23-24

    2 与方法24-55

    2.1 24-27

    2.1.1 菌种与质粒24

    2.1.2 引物24-25

    2.1.3 主要试剂25

    2.1.4 常用培养基、溶液25-26

    2.1.5 主要仪器26-27

    2.2 实验方法27-55

    2.2.1 酵母总DNA的提取27-28

    2.2.2 Candida shehatae木糖还原酶基因克隆28-30

    2.2.3 Candida tropicaps木糖醇脱氢酶基因克隆30-32

    2.2.4 Saccharomyces cerevisiae木酮糖激酶基因克隆32-34

    2.2.5 乙醇脱氢酶启动子、终止子基因克隆34-36

    2.2.6 木糖还原酶与乙醇脱氢酶启动子、终止子重组36-38

    2.2.7 木酮糖激酶基因与乙醇脱氢酶启动子、终止子重组38

    2.2.8 质粒pMA91-xyl2的构建38-42

    2.2.9 质粒YIp5-xyl1的构建42-46

    2.2.10 质粒YIp5-xyl1-xks1的构建46-50

    2.2.11 质粒YIp5-3的构建50-55

    3 结果与分析55-70

    3.1 木糖代谢关键酶基因克隆55-56

    3.2 质粒T-xyl1、T-xyl2和T-xks1构建及测序56-58

    3.3 乙醇脱氢酶启动子、终止子基因克隆58-59

    3.4 质粒T-ADHp和T-ADHt构建及测序59

    3.5 木糖还原酶与乙醇脱氢酶启动子、终止子重组59-60

    3.6 木酮糖激酶基因与乙醇脱氢酶启动子、终止子重组60-61

    3.7 质粒pMA91-xyl2的构建61-63

    3.8 质粒YIp5-xyl1的构建63-65

    3.9 质粒YIp5-xyl1-xks1的构建65-67

    3.10 质粒YIp5-3的构建67-70

    4 与展望70-72

    4.1 70

    4.2 后续工作展望70-72

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