[发明专利]一株耐高温酿酒酵母菌株及其选育方法

说明书

技术领域：

本发明属于生物工程技术领域，涉及工业微生物的育种，尤其是一株耐高温酿酒酵母菌株及其选育方法。

背景技术：

酒精在国计民生中占有很重要的位置，在医药、有机合成、食品工业、工农业及国防工业都有着广泛的应用。随着近年来酒精需求量的不断加大，酒精的生产越来越受到人们的关注。2001年中国政府将“大力发展燃料酒精”列入到“十五”计划中。在对车用燃料酒精“十五”发展专项规划的论证中。

现阶段，生产酒精的原料主要是玉米等淀粉质原料，糖蜜以及纤维质原料等；用于发酵的菌株主要是酿酒酵母；所采用的工艺一般是浓醪发酵工艺。现今燃料乙醇的生产规模已十分巨大也较为成熟，然而依然存在着问题，其中最重要的是由于酵母发酵过程中的产热反应引起的发酵醪液温度的升高。过高的温度会对酵母的繁殖和发酵产生很多不利的影响。高温发酵有发酵速度快，节省冷却水等重要优势，故综合考虑乙醇生产过程，对酿酒菌株进行改造，选育耐温型酵母是关键的解决方案。

酵母对高温等胁迫条件的耐受性是由众多基因和代谢通路协同控制的，且多条调控途径尚不明确，因此采用分子育种技术对有限的目标基因进行基因组定向改造效果有限。采用传统诱变技术进行育种，多数酵母菌株对诱变剂产生了“钝化”反应，大大削弱了传统育种技术的效果。基因组重排是一种可以快速改良菌株复杂性能的育种方法，它是基于黑箱原理之上，使基因组发生正向突变优化组合的一种育种方法。可经过多轮融合，使正向突变表型不断聚集，最终得到性能有较大提升的重排菌株，相比于经典诱变育种、原生质体融合，具有明显的优势。基于这个前提，可通过将传统诱变育种技术与基因组重排技术相结合，选育出耐高温酿酒酵母菌株。

发明内容：

本发明的目的是提供一株耐高温酿酒酵母菌株及其选育方法。

本发明提供的酿酒酵母菌株是具有耐高温性能的酿酒酵母菌株，具体为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）SY-5-11L。该菌已于2013年3月28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，地址为：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编100101），保藏编号为CGMCC No.7377。

所述酿酒酵母菌株在其它发酵性能不受影响的情况下，在高温40℃发酵条件下乙醇产量为12.2%（v/v），较出发菌株乙醇产量相比提高了34.1%。

所述酿酒酵母菌株的选育方法，具体可以通过人工诱变出发菌株酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）CGMCC2.0119(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，公众可以通过该保藏管理委员会获得出发菌株2.0119)，筛选出若干耐高温酿酒酵母突变株作为正向突变株文库，将该文库通过三轮高效生孢杂交实现三轮基因组重排来获得。

上述诱变和基因组重排方法可以用常规的方法获得，这些方法已有许多文献报道，如Lihua Hou,Novel methods of genome shuffling in Saccharomyces cerevisiae[J]．Biotechnology Letters,2009,31(5):671-677。与改造耐受性相关基因的分子育种方法相比，这种通过传统诱变育种和新型基因组重排集合相结合的方法，效率和效果均有明显优势；且菌株比基因组定向改造得到的突变株稳定性更高，更有利于工业化应用。

本发明所提供的构建上述酿酒酵母菌株的方法是，先将出发菌株经传统紫外诱变，获得基因型多样的突变株群体；以38℃高温培养为初筛条件，筛得的菌株以TTC（氯化三苯基四氮唑）法进行复筛，经复筛后得到的突变株再进行高温发酵实验测试产乙醇能力，最终从中筛选出一定数量的相对于亲本高温发酵性能有所提升的突变株,建立用于基因组重排的原始正向突变株文库。对酿酒酵母的高效生孢、杂交等基因组重排条件进行优化。在该条件下，对原始正向突变株文库进行三轮基因组重排，每轮重排后，选出高温下产乙醇能力有提高的重排株作为下一轮基因组重排的正向突变株文库。每轮重排之后在高温发酵条件下筛选获得乙醇产量最高的基因组重排最优菌，最终三轮基因组重排后获得高温发酵条件下乙醇产量最高的酿酒酵母菌株。

本发明所述酿酒酵母菌株可用于酿酒生产中。

有益效果：