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： 随着人类能源需求的不断增加、化石能源的日益枯竭和环境污染的日渐加重,寻找和开发新的、清洁的、可再生能源(太阳能、风能和生物质能等)成为研究人员亟需解决的问题。目前生物乙醇主要由酿酒酵母或运动发酵单胞菌利用简单生物质生产,虽然这两种菌可高产乙醇,但其底物利用谱窄,只能利用由糖/淀粉类(甜菜、玉米和高粱等)生物质水解而生成的可发酵糖。嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium aotearoense)具有在高温下促进底物的高效转化、较宽的底物利用范围、较高的分解代谢活性、较短的发酵时间和易于乙醇回收等特点,是能利用复杂木质纤维素生产生物乙醇的优势菌种,但其乙醇耐受性较弱,且副产物较多。因此,研究提高嗜热厌氧杆菌的乙醇耐受性和乙醇的生产能力具有重要意义。基于不同浓度乙醇刺激的T.aotearoense SCUT27的转录组数据,选取在高乙醇刺激下显著低表达的丙酮酸甲酸裂解激活蛋白基因(pflA)(甲酸合成途径中的关键酶)为研究对象,pflA基因的敲除会导致甲酸合成途径被阻断,导致更多的碳代谢流流向乙醇,从而提高乙醇的产量。课题组前期成功敲除丙酮酸甲酸裂解激活蛋白(pflA)基因,获得了工程菌T.aotearoense SCUT27/△ldh/△pflA,本文中通过Southern blot实验结果予以证实。在T.aotearoense改良液体培养基(MTC_m)中进行发酵时,SCUT27/△ldh/△pflA生长受到抑制,尽管乙酸产量大幅下降,但乙醇产量并无显著提高。以富营养培养基(MTC_n)进行摇瓶发酵时,工程菌的乙醇产量和转化率分别提高12.36%和20.02%,乙酸产量下降28.81%;工程菌的乙醇耐受性高于出发菌,其能在高乙醇浓度的条件下保持较高活力。SCUT27/△ldh/△pflA在发酵罐中进行游离细胞补料发酵,其乙醇产量和生产速率分别达到了38.82 g/L和0.35 g/L·h,比原始菌提高了49.02%和9.38%。同时乙酸产量为6.12 g/L,比�

关 键 词： 乙醇 嗜热厌氧杆菌 气提 丙酮酸甲酸裂解激活蛋白

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