[发明专利]一种重组酵母菌株及构建方法和番茄红素生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种重组酵母菌株及构建方法和番茄红素生产方法，属于基因工程技术领域。

背景技术

番茄红素是脂溶性天然食用色素，在化学结构上属于类胡萝卜素，具备极强的抗氧化力，是近年来国际上功能食品成分研究的热点。然而目前市售的番茄红素约90%属于化学法合成，存在食品安全隐患，因此亟需生物合成替代。目前在番茄红素生物合成的研究中，三孢布拉氏霉菌是天然的β-胡萝卜素高产菌，但其需要额外添加咪唑等阻断剂才能积累番茄红素，导致番茄红素的产量尤其纯度并不十分理想，而且阻断剂的添加也不利于食品安全，所以需要寻求优良的宿主菌株。通过构建微生物细胞工厂目前在大肠杆菌中实现的最高产量已达到3.52 g/L (50.6 mg/g DCW)。而相比大肠杆菌，酿酒酵母以及解脂耶式酵母则是更优选的食用安全菌株，但是目前报道的番茄红素产量均不理想，在酿酒酵母中的最高产量为1.65 g/L (55.56 mg/g DCW)，而在解脂耶式酵母中的最高产量仅16 mg/g DCW；相比酿酒酵母，解脂耶式酵母具有脂质体而更有利于番茄红素这样的强疏水性物质的高效合成。综上，开发以解脂耶式酵母为宿主菌株实现番茄红素的高产存在很大的潜力与空间，值得研究人员去进一步探索。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能够应用于番茄红素的生物合成中，并保持较高产量的重组酵母菌株及构建方法和番茄红素生产方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种重组酵母菌株，所述重组酵母菌株包含经酵母同源重组整合到基因组上的2个功能元件表达盒。

一种如所述重组酵母菌株的构建方法，所述的构建方法是：首先构建包含由解脂耶氏酵母内源的基因GGS1、基因tHMG1及内源强启动子、终止子和rDNA同源臂组成的功能元件表达盒1，同时构建包含由成团泛菌来源的基因crtB、三孢布拉氏霉菌来源的基因crtI以及酵母内源强启动子、终止子和rDNA同源臂组成的功能元件表达盒2；将上述2个表达盒通过醋酸锂法共转化整合至解脂耶式酵母(ATCC MYA2613)基因组上的rDNA位点，从而获得全新的高产番茄红素的重组菌株。

一种利用所述重组酵母菌株进行番茄红素的生产方法，所述的生产方法是：在YPD培养基活化后接种于发酵培养基中培养和摇瓶发酵后，收集菌体细胞提取番茄红素，番茄红素的单位细胞产量达到21.0 mg/g DCW。

本发明利用所述重组酵母菌株用于生产番茄红素时，番茄红素产量达到21 mg/g DCW，高于现有的最高水平 (16 mg/g DCW)，是利用解脂耶式酵母生产番茄红素的最高水平。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的一种重组酵母菌株，所述重组酵母菌株包含经酵母同源重组整合到基因组上的2个功能元件表达盒。

一种如所述重组酵母菌株的构建方法，所述的构建方法是：首先构建包含由解脂耶氏酵母内源的基因GGS1、基因tHMG1及内源强启动子、终止子和rDNA同源臂组成的功能元件表达盒1，同时构建包含由成团泛菌来源的基因crtB、三孢布拉氏霉菌来源的基因crtI以及酵母内源强启动子、终止子和rDNA同源臂组成的功能元件表达盒2；将上述2个表达盒通过醋酸锂法共转化整合至解脂耶式酵母(ATCC MYA2613)基因组上的rDNA位点，从而获得全新的高产番茄红素的重组菌株。

一种利用所述重组酵母菌株进行番茄红素的生产方法，所述的生产方法是：在YPD培养基活化后接种于发酵培养基中培养和摇瓶发酵后，收集菌体细胞提取番茄红素，番茄红素的单位细胞产量达到21.0 mg/g DCW。

实施例：本发明所述重组酵母菌株包含经酵母同源重组整合到基因组上的2个功能元件表达盒；该重组酵母菌株的构建方法，即通过构建功能元件表达盒将功能元件模块化整合至酵母基因组，具体是：首先构建包含由解脂耶氏酵母内源的基因GGS1、基因tHMG1及内源强启动子、终止子和rDNA同源臂组成的功能元件表达盒1，同时构建包含由成团泛菌来源的基因crtB、三孢布拉氏霉菌来源的基因crtI以及酵母内源强启动子、终止子和rDNA同源臂组成的功能元件表达盒2。将上述2个表达盒通过醋酸锂法共转化整合至解脂耶式酵母(ATCC MYA2613)基因组上的rDNA位点，从而获得一株全新的高产番茄红素的重组菌株。