[发明专利]一株高产β-胡萝卜素的解脂耶氏酵母及其应用

说明书

本发明具体涉及一株高产β‑胡萝卜素的解脂耶氏酵母及其应用。所述菌株能够利用普通碳源和氮源，经高密度培养后，β‑胡萝卜素产量达到7.8g/L，含量达到161mg/g DCW，是高产β‑胡萝卜素的优良菌株。该工程菌株以将CarRP和CarB基因定点整合至zeta位点的低产β‑胡萝卜素解脂耶氏酵母菌株T1为出发菌，将内源关键酶HMGs、HMGCR、ERG20、GGS1、ERG8、ERG12、ERG19及IDI进行多轮随机整合，并引入外源GGPP合成酶GPS(可将IPP和DMAPP直接催化成GGPP)和血红蛋白VHb，最后对降低脂质体降解的关键基因AAL8进行敲除得到该高产菌株。作为一种β‑胡萝卜素生产工程菌，在食品、饲料、医药及化妆品领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于工程菌技术领域，具体涉及一株解脂耶氏酵母菌(Yarrowialipolytica)GVD-A，其构建方法、及所述菌株作为β-胡萝卜素生产工程菌的应用； 本发明还包括上述菌株的菌剂，及在食品工业、饲料工业、医药及化妆品工业领 域的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不 必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所 公知的现有技术。

迄今为止，已报道了700多种类胡萝卜素，植物、细菌、藻类和酵母皆可是 其来源，β-胡萝卜素是其中之一。β-胡萝卜素可作为维生素A的前体，是世界卫 生组织和联合国粮农组织食品添加剂联合专家委员会认定的A类全营养食品强 化剂，已被世界上52个国家和地区批准使用。β-胡萝卜素具有抗氧化、保护视 力、抗衰老、抗肿瘤、抗骨质疏松、抗辐射、预防血管硬化和提高免疫力等许多 重要的生理功能，在食品、药品、保健品等领域具有广阔的应用前景。目前β- 胡萝卜素的生产方法主要有三种：化学合成法、植物提取法和微生物发酵法。化 学合成法工艺流程复杂、能耗高、污染大；β-胡萝卜素在植物中含量通常很低， 植物提取法对野生植物资源造成严重破坏；相比之下，微生物发酵法不受原料的 限制、生产过程绿色清洁，具有很大的优势。目前微生物制备β-胡萝卜素，主要 菌种有杜氏盐藻和三孢布拉氏霉。杜氏盐藻(Dunaliella)和三孢布拉氏霉 (Blakeslea trispro)的发酵生产技术比较成熟，均已经进入工业化生产，其中三 孢布拉氏霉培养5天β-胡萝卜素产量可达800～900mg/L，杜氏盐藻发酵β-胡萝 卜素在干菌体中的含量可达10％。但是三孢布拉氏霉由于霉菌的生殖方式等原 因，其性状易发生衰退，藻类养殖条件要求苛刻，这些不足限制了其发展。因此， 提供一株易于发酵培养的高产β-胡萝卜素的菌株具有重要的现实意义。

发明内容

针对上述研究背景，本发明目的在于克服现有β-胡萝卜素生产菌株产量低的 缺陷，旨在提供一种β-胡萝卜素的高产菌种。基于该目的，本发明以原本不产β- 胡萝卜素的解脂耶氏酵母菌株(Yarrowia lipolytica)作为出发菌株，将CarRP和 CarB基因定点整合至zeta位点，以此低产β-胡萝卜素的解脂耶氏酵母菌株T1 为出发菌，将内源关键限速酶进行多轮随机整合，并引入外源GGPP合成酶GPS 和血红蛋白VHb，最后对脂质体降解的关键基因乙酰CoA连接酶AAL8进行敲 除得到一种高产β-胡萝卜素的解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)GVD-A，有 望成为一种β-胡萝卜素生产的工程菌进行应用。

基于上述研究结果，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面，提供一种β-胡萝卜素的工程菌，所述工程菌被修饰为与内 源活性相比，具有增强的CarB、CarRP、GGPP合成酶GPS、血红蛋白VHb、GGS1 及MVA途径相关酶活性，同时具有减弱的β-氧化酶活性。

本发明效果较好的一种具体实施方式中，采用解脂耶氏酵母菌株(Yarrowialipolytica)作为出发菌株，经本发明方法修饰后获得解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)GVD-A，实现了高产β-胡萝卜素的效果。