[发明专利]一株耐受高浓度糠醛的酿酒酵母及其应用

说明书

本发明公开了一株耐受高浓度糠醛的酿酒酵母及其应用，该菌种为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)FR125，已于2015年9月9日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.11356。该菌株在葡萄糖/糠醛不同梯度组合压力的耐性测试下，生长延滞期比对照组明显缩短，乙醇产量保持不变，但产率显著提高。本发明所述耐受高浓度葡萄糖/糠醛组合压力的突变株，能够有效地利用廉价原材料大规模发酵生产乙醇，在降低生产成本、保护环境和降低对粮食作物的依赖性方面具有重要作用。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一株耐受高浓度糠醛的酿酒酵母及其应用。

背景技术

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)作为最常见的模式真核生物和工业菌种，它具有容易培养、生长代谢速度较快、安全性高、遗传背景清楚和发酵性能良好等优良特性，被广泛用于食品、医药及化工等发酵工业。

传统的乙醇发酵主要由淀粉类等农作物作为原料，但是由于耕地面积逐年减少，而人口压力依然较大，全球正面临粮食短缺的严重威胁，在现阶段用粮食作物大规模生产乙醇的策略并不适用。因此，目前各国研究人员正致力于研究以木质素、纤维素构成为主的农林业废弃物、城市固体垃圾以及造纸业废弃物等作为乙醇生产新原料；但是这些原料经稀酸预处理后会产生糠醛(0.3-3.5g/L)、5-羟甲基糠醛(0.2-5.9g/L)、酸类(0-10.7g/L)、酚类(0.64-2.9g/L)等酵母生长抑制物(KlinkeHB,Thomsen AB,Ahring BK.Inhibition ofethanol-producing yeast and bacteria by degradation products produced duringpre-treatment of biomass.ApplMicrobiolBiot,2004,66(1):10-26.)。糠醛作为木质纤维素材料酸处理产生的主要抑制物之一，对酿酒酵母的生长会带来很大的抑制作用，将糠醛含量从0.5g/L提高到2g/L时，酿酒酵母的存活率相应地由53％降低到10％(DelgenesJP,Moletta R,Navarro JM.Effects of lignocellulose degradation products onethanol fermentation of glucose and xylose by Saccharomyces cereviasiae,Zymononasmobilis,PhichiastipitisandCandida shehatae.Enzyme MicrobTechnol,1996,19:220-225.)。

发明内容

本发明的目的在于提供一株耐受高浓度糠醛的酿酒酵母及其应用。对利用木质素、纤维素等来源丰富的廉价底物发酵，在降低乙醇的生产成本方面具有较大的应用前景。

本发明采取的技术方案是：通过易错PCR突变耐辐射异常球菌(Deinococcusradiodurans)中编码全局调控蛋白IrrE的irrE基因，将PGK启动子及G418抗性基因KanMX一并克隆插入pYES2.0穿梭载体，构建重组表达载体pYPKI，电转进入工业酿酒酵母AS2.489，在含糠醛的选择培养基下进行筛选，得到对糠醛耐受性提高的突变株CGMCCNo.11356。所述工业酿酒酵母菌株AS2.489购自于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

酿酒酵母CGMCC No.11356所含有的irrE基因的核苷酸及翻译的氨基酸序列组成分别为SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示。将irrE基因编码框起始密码子GUG置换为真核生物普遍用的起始密码子AUG，使其能在酿酒酵母中稳定地表达。