[发明专利]一株高产红曲色素中间产物的红色红曲菌突变株及其用途

说明书

本发明公开一种高产红曲色素中间产物M7PKS‑1[2,4‑二羟基‑6‑(4‑羟基‑2‑氧代戊基)‑3‑甲基苯甲醛]的红色红曲菌突变株，该菌株命名为红色红曲菌ISM[Intermediate secreting mutant],菌种保藏名为Monascus ruber ISM，所述菌株已于2015年1月29日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC M2015074。所述菌株是以红色红曲菌M7(CCAM 070120)为出发菌株，通过基因敲除技术筛选得到的，以高产M7PKS‑1为特征。本发明公开了利用该菌株制备M7PKS‑1的固态发酵法，其固态发酵物中的含量的产量高达10mg/g(以干基计)。通过将所述菌株产物M7PKS‑1与红色红曲菌M7及其部分突变株共培养，可提高其色素产量，表明M7PKS‑1是红曲色素重要中间产物。M7PKS‑1最大紫外‑可见吸收波长为294nm，最大摩尔吸光系数为17640，具备近紫外吸收特性，既可用于研究红曲色素的合成途径，也适用于开发紫外吸收材料。

技术领域

本发明属于分子生物学与生物技术领域，涉及一株高产红曲色素中间产物的红色红曲菌(Monascus ruber)工程菌的筛选及其应用。

背景技术

红曲菌(Monascus spp.)又称为红曲霉，是我国及东南亚国家传统的食品发酵微生物，主要用于红曲的生产。红曲是红曲菌发酵米饭后的产物，根据用途不同，红曲可分为色曲、功能曲以及酿酒曲3类，其中色曲是GB2760中允许使用的微生物源天然食品添加剂。此外，红曲菌还可产生多种有益次级代谢产物，如降血脂药物莫纳可林K、降血压药物γ-氨基丁酸和食品着色剂红曲色素(Monascus pigments)等。

红曲色素是红曲菌分泌的次级代谢产物，属于嗜氮酮类化合物，主要包括红、橙和黄3类色素组分，目前至少已有鉴定出90多种红曲色素。红曲色素除具着色功能外，部分红曲色素还具有抗氧化、消炎和抗癌等生物活性，也有报道称红曲色素还可作为太阳能电池原料。红曲色素在食品、医药、工业等领域展现了良好应用前景，潜在经济价值巨大。

红曲色素由聚酮合成途径(polyketone synthesis)合成，但合成途径目前仍存争议。近年来，通过基因敲除技术构建突变株，分析红曲色素合成基因簇基因功能，不仅为解析红曲色素的合成途径提供了重要研究材料，也为获取高品质色素产物(包括中间产物)提供了技术保障。本发明以红色红曲菌M7(CCAM 070120)为出发菌株，利用农杆菌介导转化，通过基因敲除技术筛选得到一株可大量分泌M7PKS-1[2,4-二羟基-6-(4-羟基-2-氧代戊基)-3-甲基苯甲醛]的突变株。M7PKS-1属苯甲醛类衍生物，分子量为252，最大摩尔吸光系数为17640，具备近紫外吸收特性，仅存在于野生菌红色红曲菌M7生长早期(3-9天)，为红曲色素生物合成途径中的重要初始中间产物，该菌株高产M7PKS-1的特征，既可用于红曲色素的合成途径分析，也可用于生产高品质的红曲色素，还可用于开发防晒剂，具有良好的商业和科研价值。

发明内容

本发明目的在于采用农杆菌介导的基因敲除技术，筛选得到了一株高产M7PKS-1的基因缺失突变株；并建立了固体发酵法获取高产量M7PKS-1的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一株高产红曲色素中间产物的突变株，其特征在于，所述菌株保藏在中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCC M2015074，菌株保藏名为Monascus ruber ISM，分类命名为红色红曲菌(M.ruber)ΔMpigJ-R。

本发明的红色红曲菌ΔMpigJ-R的形态学特征为：菌株ΔMpigJ-R在PDA培养基中28℃培养3天即可见清晰的直径约2cm白色菌落，菌落扁平开展，无褶皱，气生菌丝浓密，菌落生长至10天左右背面呈浅黄色。

所述菌株ΔMpigJ-R是以红色红曲菌M7为出发菌株，通过基因敲除技术筛选得到的。