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目前,燃料乙醇工业发展所面临的瓶颈是原料的来源与高效生产技术的问题,这些问题都是减低成本的决定性因素,燃料乙醇生产菌种的改造是解决这些问题的途径之一。本文首先研究了酿酒酵母耐性评价方法的比较,进一步完善酿酒酵母耐受性筛选的方法。成功实现了常压低温等离子体诱变作为一种创新性的诱变育种方法在工业酿酒酵母菌种中的应用,此外对另一种新型的现代微生物育种技术-片段化基因组改组进行了初步研究。本文主要结果如下:
(1)研究通过比较耐性生长曲线、点滴试验和杜氏管产气三种方法,及其在评价四株酿造酵母的耐渗性能、耐乙醇性能及耐温性能的应用。结果表明:评价体系下四株酵母耐渗性与耐温性体现了相似的趋势;在耐乙醇性能评价试验中,点滴试验评价与耐性生长曲线评价结果拟合度较高,而常用的杜氏管产气作为酵母耐性评价的方法没有得到很好的规律,其可靠性有待商榷。对于酵母菌株耐性评价而言,采用点滴实验和耐性生长曲线结合的方法较为合理,而两者结合可作为一种高效的酵母菌株耐性筛选的策略。
(2)利用常压低温等离子体在工业酿酒酵母菌种的诱变育种研究中,使低温等离子体装置样品处理时间1min-2min,诱变后筛选结果:菌株编号Y2-38和Y2-37诱变株较之亲株新桥酵母耐性有所提高,在10%乙醇-YPD液体培养基中培养48h后,其最终OD600分别为亲株的3.03倍和1.23倍。在进行高浓度葡萄糖(300g/L)乙醇发酵时,诱变株与亲株生长情况无显著性差异。摇床35℃,50rpm发酵36h结束,新桥酵母、Y2-37和Y2-38酵母乙醇含量分别为12.45%、13.45%和13.41%。后两株菌在乙醇产量上比亲株新桥酵母的绝对值要高出大约1%的乙醇含量。相对而言,菌株Y2-37及Y2-38在产量上分别提高了8.186%和7.732%。
(3)通过利用一株多缺陷型基因工程菌株MT8-1作为宿主,新桥酵母作为片段化父本,片段化改组获得阳性转化子,有力地验证了片段化基因组改组技术的操作可行性。同时利用本实验室保存的诱变菌株作为多父本,以新桥酵母作为改组宿主亲株,筛选获得三株(编号为F1-05、F1-08和F1-30)耐乙醇性能较之亲株有统计学显著性提高的改组子,其菌株生长(以OD600计算)均较亲株的平均提高了16.2%、17.5%及24.9%。并作为下轮改组亲株来源株。