[发明专利]基于杜氏藻代谢途径的β-胡萝卜素高产工程菌及其构建方法与应用

说明书

本发明公开一种基于杜氏藻代谢途径的β‑胡萝卜素高产工程菌及其构建方法与应用，涉及基因工程菌领域。本发明第一次实现全部利用来自杜氏藻(如杜氏巴氏藻或杜氏盐藻)的类胡萝卜素途径的基因来构建出高产β‑胡萝卜素的工程菌。当杜氏藻为杜氏巴氏藻时，所述β‑胡萝卜素高产工程菌的β‑胡萝卜素的产率为2.7mg/g(细胞干重)；当杜氏藻为杜氏盐藻时，所述β‑胡萝卜素高产工程菌的β‑胡萝卜素的产率为3.3mg/g(细胞干重)。本发明采用的载体的启动子都是T7启动子，包含lacZ调控元件，其在IPTG作用的大肠杆菌BL21(DE3)中能够高表达，这有利于β‑胡萝卜素的大量积累，可用于实际应用生产。

技术领域

本发明涉及基因工程菌领域，涉及植物类胡萝卜素代谢途径载体的构建克隆系统，特别涉及一种基于杜氏藻代谢途径的β-胡萝卜素高产工程菌及其构建方法与应用；具体涉及一种杜氏藻(如杜氏巴氏藻(Dunaliella bardawil)、杜氏盐藻(Dunaliellasaline))中牦牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Ggps)、八氢番茄红素合成酶(Psy)、八氢番茄红素脱氢酶(Pds)、15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶(Ziso)、ζ-胡萝卜素脱氢酶(Zds)、类胡萝卜素异构酶(Crtiso)、番茄红素β-环化酶(Lycb)基因的cDNA并构建出高产β-胡萝卜素的工程菌。

背景技术

类胡萝卜素分子是含8个异戊二烯单位的萜类化合物，其作为有机色素广泛存在于植物的叶绿体和有色体中，以及其它的一些光合组织中，比如藻类，部分细菌和真菌中。在特定条件下，杜氏藻细胞中类胡萝卜素含量可达到细胞干重的14％。其高含量可能跟酶的转化效率有很大的关系。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于杜氏藻代谢途径的β-胡萝卜素高产工程菌。

本发明的另一目的在于提供上述基于杜氏藻代谢途径的β-胡萝卜素高产工程菌的构建方法。

本发明的再一目的在于提供上述基于杜氏藻代谢途径的β-胡萝卜素高产工程菌的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于杜氏藻代谢途径的β-胡萝卜素高产工程菌，基于杜氏巴氏藻(Dunaliella bardawil)代谢途径时，所述β-胡萝卜素高产工程菌含有编码GenBank：APW83740.1所示氨基酸序列的牦牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Ggps)基因、编码SEQ IDNO：2所示氨基酸序列的八氢番茄红素合成酶(Psy)基因、编码GenBank：ADD52599.1所示氨基酸序列的八氢番茄红素脱氢酶(Pds)基因、编码SEQ ID NO：4所示氨基酸序列的15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶(Ziso)基因、编码SEQ ID NO：6所示氨基酸序列的ζ-胡萝卜素脱氢酶(Zds)基因、编码SEQ ID NO：8所示氨基酸序列的类胡萝卜素异构酶(Crtiso)基因和编码GenBank：ANY98896.1所示氨基酸序列的番茄红素β-环化酶(Lycb)基因；

基于杜氏盐藻(Dunaliella saline)代谢途径时，所述β-胡萝卜素高产工程菌含有编码SEQ ID NO：10所示氨基酸序列的牦牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Ggps)基因、编码GenBank：AAB51287.1所示氨基酸序列的八氢番茄红素合成酶(Psy)基因、编码GenBank：CAA75094.1所示氨基酸序列的八氢番茄红素脱氢酶(Pds)基因、编码SEQ ID NO：12所示氨基酸序列的15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶(Ziso)基因、编码SEQ ID NO：14所示氨基酸序列的ζ-胡萝卜素脱氢酶(Zds)基因、编码SEQ ID NO：16所示氨基酸序列的类胡萝卜素异构酶(Crtiso)基因和编码GenBank：ADX41685.1所示氨基酸序列的番茄红素β-环化酶(Lycb)基因；