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植物纤维质是地球上最为广泛、最为廉价的资源,可以说“取之不尽,用之不竭”,是最有利用价值的资源之一。随着石油等不可再生资源的日益匮乏,植物纤维质越来越受到研究者的重视,利用植物纤维质发酵燃料乙醇成为能源利用的新方向。在纤维素代谢过程中,β-葡萄糖苷酶活性较低,常常因为纤维素酶的不足使纤维二糖积累,而纤维二糖的积累会反馈抑制纤维素酶的催化作用,因此纤维二糖具体代谢过程的研究十分迫切。树干毕赤酵母作为能够水解植物纤维素的微生物,已被证明具有良好的转运和利用纤维质的能力,成为最具工业运用前景的热点菌株之一。为了找到树干毕赤酵母的β-葡萄糖苷酶基因,实验构建了该菌的基因组文库做为研究其纤维二糖代谢的平台,该文库有大约3000个阳性克隆子;克隆子中的基因片段大小在0.5-8Kb之间,大多数片段在5077bp处,文库中重组载体上有插入片段的比例为70%-80%;该文库覆盖了树干毕赤酵母1.08倍的基因;从该文库筛选到树干毕赤酵母任一DNA序列的精确概率为97%。文库构建完成后,根据β-葡萄糖苷酶对其底物纤维二糖的底物特异性,设计了以纤维二糖为唯一碳源的培养基YNBC。提取文库中克隆子所含重组质粒,醋酸锂法转化酿酒酵母W303-1A,涂布该平板进行筛选。筛选得到了一个能够利用纤维二糖生长的重组菌,提取重组菌所转入的质粒,测序得到一段1.8Kb的基因片段,命名为BGL-X。通过NCBI数据库中的BLAST工具检索BGL-X片段,发现该片段由三部分组成,片段1:1485bp,经BLAST检索应为线粒体细胞色素酶C基因;片段2:193bp,第五条染色体基因,定位1656709-1656517bp处;片段3:143bp,第四条染色体基因,定位934740-934884bp处。为了确认哪段基因在起作用,构建了重组质粒pYX212-X123、pYX212-X12、pYX212-X13、pYX212-X23、pYX212-X1、pYX212-X2和pYX212-X3。将重组质粒转化酿酒酵母W303-1A,构建了各重组质粒的重组菌,pNPG法检测β-葡萄糖苷酶酶活显示只有含基因片段2在内的X123和X12片段表达了β-葡萄糖苷酶,这意味着基因片段2可能在β-葡萄糖苷酶的表达中起到重要作用。在NCBI数据库上的BLAST工具检索片段2碱基序列,发现其位于树干毕赤酵母第五条染色体上一段3877bp的未注释序列中。利用NCBI中的工具ORF Finder对这段未注释序列进行开放阅读框预测,得到一段1020bp的开放阅读框,其中包含片段2,命名为BGL。为了进一步验证BGL基因的作用,构建了重组质粒pET28a-BGL和pYX212-BGL,将重组质粒分别转化大肠杆菌BL21和酿酒酵母W303-1A进行异源表达,构建了重组菌大肠杆菌E.coliBL21(PT7-BGL)和酿酒酵母W303-1A (PTP1-BGL)。检测重组菌β-葡萄糖苷酶酶活显示BGL基因表达了纤维二糖基因。将BGL的基因序列提交NCBI,获得登录号KC677697。