[发明专利]一株产木聚糖酶黑曲霉基因工程菌及其构建方法与应用

说明书

本发明公开了一株产木聚糖的黑曲霉基因工程菌，该菌株中Msb2基因失活；所述Msb2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述Msb2基因失活后的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明还公开了上述基因工程菌的构建方法。本发明进一步地公开了基因工程菌在发酵生产木聚糖酶中的应用。本发明通过构建Msb2基因的黑曲霉基因工程菌，使黑曲霉在发酵产木聚糖酶过程中生物膜产量减少，并且黏附性变弱，提高了木聚糖酶的产量，缩短了发酵周期。

技术领域

本发明属于生物基因工程领域，具体涉及一株产木聚糖的黑曲霉基因工程菌及其构建方法与应用。

背景技术

植物纤维是自然界中储存量最大、最丰富，也是最廉价的一类可再生资源，其中半纤维素约占15％～30％。作为半纤维素的主要组成成分，木聚糖广泛分布于高等植物的细胞壁中，是自然界中存储量仅次于纤维素的多糖。木聚糖酶是一类可以将木聚糖降解成低聚糖和木糖的水解酶类，主要由β-1,4-内切木聚糖酶和β-木糖苷酶组成，其功能分别是切断木聚糖主链中的木糖苷键以及将寡聚糖进一步降解为单体木糖。

同时木聚糖酶作为一种工业酶制剂，在诸多领域具有广泛应用。在植物性饲料中，添加木聚糖酶可以降解饲料中的抗营养因子非淀粉多糖，从而提高禽畜对营养物质的利用率。在食品行业，木聚糖酶可以将半纤维素含量较高的农业废弃物降解成为低聚木糖。在生物能源转化领域，木聚糖酶可与纤维素酶系协同作用，将植物纤维降解为戊糖和己糖，并以其作为发酵底物，进一步通过微生物生产乙醇。在生物制浆漂白领域，木聚糖酶可以作为生物漂白助剂应用于造纸工业。

目前，木聚糖酶主要依靠微生物发酵法获得，现已知能够合成木聚糖酶的微生物主要涉及真菌、链霉菌、细菌和酵母等。曲霉属菌株是生产木聚糖酶的优良菌株，成为国内外木聚糖酶生产研究的重点。

菌丝体固定在谷梗或其他一些惰性材料上，或者采用海藻酸钠等载体材料包埋的方法，重复使用，既降低了发酵液粘度，利于氧气及营养物质的传递，提高了细胞利用率和生物反应速率，同时也便于产物的分离提取等后处理加工。近年来，丝状真菌的固定化发酵生产得到了越来越多的关注。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中黑曲霉发酵生产木聚糖酶时产量低、发酵周期长的问题。

本发明还要解决的技术问题是，提供上述黑曲霉基因工程菌的构建方法。

本发明最后要解决的技术问题是提供上述黑曲霉基因工程菌在发酵制备木聚糖酶中的应用。

发明内容：

一株产木聚糖的黑曲霉菌，其分类命名为黑曲霉菌(Aspergillus niger)，菌株号为SJ1，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏时间为2019年02月28日，保藏编号为CCTCCNO:M2019115，保藏地址为中国·武汉·武汉大学，邮编430072。该菌株通过稀释土壤，以基础木聚糖筛选培养基筛选所得，培养基配方为木聚糖10g/L，KH₂PO₄、KH₂PO₄、MgSO₄、NH₄NO₃、NaCl、MnS0₄、ZnSO₄、FeSO₄、琼脂用量均2％。后经菌种鉴定为黑曲霉，系统进化树如图1所示。

上述产木聚糖的黑曲霉菌在制备木聚糖中的应用在本发明的保护范围之内。

一株产木聚糖的黑曲霉基因工程菌，该菌株中Msb2基因失活。所述的失活是指该菌株中Msb2基因不能表达得到具有活性的蛋白质，所述的失活可以是在Msb2基因中插入一段核苷酸序列，或者缺失黑曲霉中的Msb2基因的部分序列，或者用其他核苷酸序列替换Msb2基因的全序列。