导　　师： 王菊芳

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 生物质能是21世纪主要的新能源之一,含量丰富的生物质经预处理后可以获得可发酵性的葡萄糖和木糖(质量比约为2:1)。利用生物质资源获得高附加值的清洁能源,迫切需要一株能够同时高效利用葡萄糖和木糖的生物催化剂。嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27,SCUT27)能同时利用木糖和葡萄糖生产乳酸、乙醇和氢气,是能够发酵廉价底物获得生物质能源及生物基化学品的优势菌株。因此研究该菌中木糖和葡萄糖共利用的分子机制,从而进一步提高SCUT27对木糖和葡萄糖的利用能力具有重要的理论研究意义和应用价值。基于葡萄糖、木糖和混合糖为碳源下的SCUT27的转录组数据,本论文选取在混合糖条件下特异性表达的pro-sigmaK抑制蛋白BofA编码基因(bofA)和在木糖存在下高效表达的抗转录抑制因子 BglG(transcriptional antiterminator BglG,BglG)编码基因(bglG)为研究对象,分别对它们进行基因敲除或过表达,从而探讨它们在糖类代谢中的功能,为工业化应用提供可能的工程菌株。基于lc1|NC17992.1dsidP06391243.1(bofA)和TSac568(bglG 的基因序列设计上下游同源臂,以耐热的卡那霉素抗性基因作为筛选标记,以pBluescriptⅡSK(+)为基础敲除载体,在卡那抗性基因的两端分别连接上下游同源臂,构建敲除载体进行基因敲除,并通过PCR验证、Southern blot验证,最终获得工程菌SCUT27/△bofA和SCUT27/△bglG。采用pIKMI为表达载体,卡那霉素为抗性筛选标记,成功获得过表达工程菌SCUT27/bglG。与原始菌株相比,当以木糖为唯一碳源时,突变株SCUT27/△bofA对木糖的代谢速率提高51.43%,乳酸产率提高23.53%;以混合糖(葡萄糖:木糖为=1:1)为碳源时,SCUT27/△bofA对木糖的代谢速率提高44.44%,乳酸和乙醇的产率分别提高43.75%和20%。因此pro-sigmaK抑制因子BofA是木糖利用的负调控因子,其功能有待于进一步研究。与原始菌株相比,�

关 键 词： 嗜热厌氧杆菌 基因敲除 葡萄糖和木糖共利用 抑制蛋白 抗转录抑制因子

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