全球经济的高速发展导致以石油为代表的不可再生的各类矿物质资源日益短缺,寻找可再生性能源成为必然的趋势。燃料酒精是公认的最有发展前景的可再生清洁能源之一。以木质纤维素类生物质生产燃料酒精不仅能够降低燃料乙醇生产的原料成本,同时在废物处理、环境保护等方面起到一定的作用。木糖是木质纤维素水解物中含量仅次于葡萄糖的一种单糖。木糖的有效利用是木质纤维素生物转化生产乙醇的关键环节之一。运用途经工程改造酒精生产菌株使其具有共代谢葡萄糖和木糖的能力和利用发酵工程技术优化生产工艺使重组菌株木糖代谢能力得到最大限度的发挥是转化木质纤维素类生物质资源酒精生产产业化的重要基础措施。 本文以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工业生产菌株为出发菌株,在建立工业菌株转化体系的基础上,通过基因工程(Metabolic Engineering)手段,将木糖代谢的关键酶基因引入酒精生产酿酒酵母工业菌株中,得到了能共发酵木糖和葡萄糖产生酒精的工程菌株;运用发酵工程技术对工程重组菌株的酒精发酵工艺进行了优化,对培养基的组成和木糖代谢最大影响因素溶氧、pH等参数设计实验,进行优化,取得了较好发酵结果。主要研究内容为: 酿酒酵母工业菌株转化体系的建立。酿酒酵母工业菌株往往没有实验室酵母所具有的营养缺陷型标记,只能利用某些显性标记,而且由于不同工业菌株细胞壁结构、生理生化特征及遗传背景相差很大,转化方法也与实验室菌株的转化有所不同。本文选用酵母菌广泛适用的G418抗性基因作为显性选择标记,通过敏感度实验测定了G418作用于酒精生产菌株6508、1308、NAN-27和自絮凝酵母SPSC-1的最低抑菌浓度。发现不同菌株对G418的敏感性有较明显的差异,因此针对不同酵母工业菌株之间的差异,需要选用不同的转化子筛选体系。 酵母的自絮凝性在酒精清液发酵工艺中可以使细胞在生物反应器中实现无载体固定化,利于发酵后处理,是良好的工业生产性能。但基因操作中转化子的筛选是以单细胞菌落为基础的,因此这一特性又给其分子生物学操作带来困难,其解决措施是对絮凝酵母进行解絮凝处理。为此对絮疑酵母SPSC-1分别采用聚