[发明专利]一种重组菌及其构建与应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，公开了一种重组菌及其构建与应用。该重组菌包含重组质粒，重组质粒包含如下基因片段：琼胶酶基因、基因簇和新琼二糖水解酶基因。该重组菌通过将琼胶酶系导入梭菌并实现其分泌性表达，首次在梭菌中搭建琼胶酶的细胞外表达的体系，同时，提高了其直接利用琼胶多糖转化生物丁醇的能力；该重组菌通过将生物质酶解与丁醇发酵相结合，实现酶解与发酵的同步进行，不仅赋予野生型产溶剂梭菌原本没有的降解琼胶多糖的能力，也解决了酶解过程的反馈抑制作用，大大简化步骤和降低生产成本，效果也明显优于体外酶的物理混合处理。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种重组菌及其构建与应用。

背景技术

伴随当今世界经济的飞速发展，人类对能源的需求日益增加，然而石油、天然气等不可再生的化石燃料能源不仅面临枯竭的危险，其开采和利用过程对环境污染的影响也同样不容忽视，因此，开发和利用新能源成为当前应对能源问题的迫切需求。生物燃料以其可循环性、环保性及可再生等优点，已成为替代化石燃料的最佳选择，而生物丁醇作为生物燃料的一员，以其低蒸发，高热值和低腐蚀性，可通过管道进行运输，且燃烧后不产生氮化物和硫化物等诸多优势优点，成为了继生物乙醇后的又一种新型的极富潜力的燃油替代品。目前，传统的生物丁醇发酵过程通常依赖人类可食用粮食作为原材料，如玉米、大豆等，这将不可避免地引发“与人争粮、与畜争食”的问题，而现阶段正在逐步开发的以木质纤维素材料作为原料的第二代生物质，则需要复杂的前处理工艺，在很大程度也增加了丁醇发酵的生产成本。为了实现向低原材料成本的经济型发酵工艺转换，寻找廉价的非粮食依赖型生物质资源则将是解决这一问题的关键。

相对于陆地资源，海洋生物资源极其丰富且具有可再生的特性。中国海岸线长，沿海拥有大量的可利用藻类资源，富含多糖类物质，并具备其他陆生原料所没有的优势如高光合效率、高生物量产值，不会和农作物竞争耕地、淡水资源，可在各种水域生活，显著吸收二氧化碳。此外，缺乏木质素和极少量的半纤维素等特点，进一步促使藻类生物质成为酶促水解的成功候选者，这也能极大提高了其发酵转化效率；若能建立高效体系实现利用藻类为原料转化生物燃料物质如生物丁醇的过程，将能有效缓解当前影响全球的能源危机及环境问题。但迄今为止未见相关报道。

发明内容

本发明第一方面的目的，在于提供一种重组质粒。

本发明第二方面的目的，在于提供本发明第一方面的重组质粒的构建方法。

本发明第三方面的目的，在于提供一种包含本发明第一方面的重组质粒的重组菌。

本发明第四方面的目的，在于提供本发明第三方面的重组菌在制备生物丁醇中的应用。

本发明第五方面的目的，在于提供一种生物丁醇的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面，提供一种重组质粒，包含如下基因片段：琼胶酶基因和新琼二糖水解酶基因。

优选地，所述琼胶酶基因的序列如SEQ ID NO.7所示。

优选地，所述新琼二糖水解酶基因的序列如SEQ ID NO.8所示。

优选地，所述重组质粒还包含如下基因片段：基因簇。

优选地，所述基因簇的序列如SEQ ID NO.9所示。

优选地，所述重组质粒以穿梭质粒为基础质粒；进一步地，所述重组质粒以大肠杆菌-梭菌穿梭质粒为基础质粒；更进一步地，所述重组质粒以pMTL83353为基础质粒。

优选地，所述重组质粒的序列如SEQ ID NO.13所示。