论文部分内容阅读
发酵生产燃料乙醇越来越受到人们的重视。目前,发酵生产乙醇的菌种主要以酵母菌为主。本课题主要的研究内容是对发酵生产乙醇的菌种诱变、筛选、驯化以及原生质体融合,目的是筛选出耐高温、耐乙醇且高效产乙醇的酵母菌株。本文从实验室保藏的30℃米酒酵母M和市售安琪酵母A出发,分别进行紫外(UV)和硫酸二乙酯(DES)复合诱变以及2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)显色筛选。经过UV+DES诱变后,米酒酵母M-UV-DES3(以下简称M-3)在37℃下发酵糖醇转化率为0.475 g·g-1,提高了10.9%。TTC法活化筛选安琪酵母A的结果表明活化后的安琪酵母纯度高,产乙醇能力均一,糖醇转化率普遍达到0.41g·g-1以上。其中A-8 37℃发酵的乙醇产量为72 g·l-1,糖醇转化率达到0.481g·g-1。考查了葡萄糖浓度对M-3和A-8的影响。当初始葡萄糖浓度达到200g·l-1以上时,酵母受到乙醇和葡萄糖的双重抑制,发酵最大乙醇浓度不再随着葡萄糖浓度升高而升高。故对其进行乙醇浓度梯度驯化培养,以提高其耐乙醇性能。经过多批次的驯化,M-3和A-8的耐乙醇浓度都达到120 g·1-1。对驯化后的M-3和A-8进行单倍体分离和筛选,从中选出生物量较高的单倍体SM-4(15.74 g·1-1)和乙醇含量较高的单倍体SA-5(127.5 g·l-1)作为原生质体融合的亲株。对亲株的原生质体制备和再生条件进行了试验,其最佳条件为:采用25ml 0.05mol/L EDTA和1 m1 0.5mol/1β-巯基乙醇混合液预处理1h后,用4%的蜗牛酶酶解90min。亲株SM-4的原生质体形成率为89.3%,再生率为22.6%。亲株SA-5的原生质体形成率为91.45%,再生率为17.9%。采用紫外灭活的方法对SM-4的进行彻底灭活,条件为:20W紫外灯下距离20cm垂直照射4min。采用高温热灭活的方法对SA-5进行彻底灭活,条件为:65℃下水浴处理30min。用PEG诱导灭活的双亲原生质体融合,经TTC平板初筛,发酵复筛以及多批次遗传稳定性实验,获得一株生物量高的高产乙醇融合株F-13,其生物量为26 g·1-1,乙醇产量为135 g·l-1,比亲株SA-5和SM-4分别提高了7.3%和17%,耐乙醇能力达到160 g·1-1。沿用米酒酵母和安琪酵母原生质体制备融合的方法,以管囊酵母单倍体菌株1770 S-5和米酒酵母单倍体菌株SM-4为亲株,对其原生质体分别进行热灭活和紫外灭活后融合。对融合子TTC平板筛选,发酵筛选和5个批次遗传稳定性实验,我们筛选到了一株能发酵100 g·l-1混合糖(葡萄糖:木糖=3:1),乙醇产量和总糖转化率都较高的融合株F-9,其发酵4个批次的乙醇产量为25.55 g·l-1,总糖转化率为0.25 g·g-1。