[发明专利]一种酿酒酵母菌株及在共发酵葡萄糖和木糖产乙醇的用途

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种能够共发酵葡萄糖和木糖的酿酒酵母菌株及用途。

背景技术

我国对能源需求与日俱增，但是如石油等化石资源紧缺越来越严重，极大地制约了我国国民经济的快速健康发展，同时化石资源的燃烧对生态环境造成了严重的破坏。寻求可替代或部分替代化石资源的可再生、清洁能源是我国科技工作者面临的重大科研攻坚挑战。

燃料乙醇被认为是最有前景的清洁生物能源之一。但是发展以粮食为原料的燃料乙醇与保障粮食供应和安全的国家基本政策相悖，在我国的特殊国情下是不可行的。发展以纤维素为原料的纤维素乙醇是实现燃料乙醇工业化最有前景的发展思路和策略。木质纤维素是世界上最为丰富的生物质资源，纤维素乙醇是以木质纤维素（农作物秸秆、林业加工废料等）为原料，可变废为宝，而不与人争粮，是一举两得的方法。

现有的酿酒酵母是传统的乙醇发酵生产菌株，乙醇耐受力强、产量高、对纤维素水解液中抑制物的抗性强。它可以高效地将木质纤维素水解产物中的六碳糖发酵成乙醇，然而，却不能发酵木糖生产乙醇。木质纤维素水解液原料中木糖约占30%，是含量仅次于葡萄糖的单糖，木糖的有效利用是生物质资源成功转化的关键。在酿酒酵母中表达木糖还原酶/木糖醇脱氢酶途径或木糖异构酶途径是构建代谢木糖的重组酿酒酵母的两种选择，但是在木糖还原酶/木糖醇脱氢酶途径中由于木糖还原酶和木糖醇脱氢酶的辅因子偏好性不同，导致产生很多的副产物木糖醇，降低了乙醇的产率。而在木糖异构酶途径中，木糖是一步直接转化为酵母可代谢的中间产物，中间不涉及辅因子偏好性的问题，因而整个过程中木糖转化为乙醇的得率很高，从而木糖异构酶途径相比于木糖还原酶/木糖醇脱氢酶途径有很强的优势。但是，木糖异构酶途径也有自身的问题：木糖的代谢速率很缓慢，影响了过程中乙醇的产率和经济性。实现木糖异构酶途径在酵母中有效表达，同时优化酵母自身的代谢网络，实现木糖代谢途径的优化、强化，实现木糖的高效利用，从而实现纤维素原料的充分、高效转化，是实现纤维素乙醇产业化的一个关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种具有共发酵葡萄糖和木糖产乙醇能力的酿酒酵母菌株。

本发明的第二个目的是提供一种酿酒酵母菌株在共发酵葡萄糖和木糖产乙醇上的用途。

本发明的技术方案概述如下：

一种酿酒酵母菌株（Saccharomyces cerevisiae）命名为SyBE003，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.6633，其具有共发酵葡萄糖和木糖产乙醇的能力。

上述一种酿酒酵母菌株在共发酵葡萄糖和木糖产乙醇上的用途。

本发明的优点：

本发明的酿酒酵母菌株（Saccharomyces cerevisiae）命名为SyBE003，保藏编号为CGMCCNo.6633，能够有效的共利用葡萄糖和木糖发酵产生乙醇。对葡萄糖和木糖的利用率都达到了100%，乙醇产率达到理论得率的80%，副产物木糖醇的产率在2%以下，能够高效地转化五六碳糖为乙醇，是优良的利用纤维素水解液的菌株。

本发明的酿酒酵母菌株（Saccharomyces cerevisiae）命名为SyBE003，已于2012年9月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏编号为CGMCCNo.6633。地址在北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所。

附图说明

图1是含有木糖异构酶基因编码框的质粒pRS425-XylA图谱。

图2是含有木酮糖激酶基因编码框的质粒YIplac211-XKS1图谱。

图3是含有核糖磷酸异构酶基因编码框和转酮酶基因编码框的质粒pRS-RKI1-TKL1图谱。

图4是含有戊糖磷酸差向异构酶基因编码框和转醛酶基因编码框的质粒pAUR-RPE1-TAL1图谱。

图5是菌株SyBE003与出发重组菌株SyBE002在含有20g/L葡萄糖和20g/L木糖的发酵培养基中的发酵比较。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，本发明的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但不对本发明做任何限制。

实施例1

菌株SyBE003的构建与筛选