[发明专利]一株过表达Cna1基因的重组酿酒酵母及其构建方法与应用

说明书

本发明公开了一株过表达Cna1基因的重组酿酒酵母及其构建方法；所述的重组酿酒酵母过表达Cna1基因。所述Cna1基因的核苷酸序列为SEQ ID No.1，所述的酿酒酵母为Saccharomyces cerevisiae S288c。本发明通过过表达Cna1基因，促进了重组菌株生物膜的形成，同时本发明第一次将真菌信号通路基因利用到基于生物膜固定化发酵生产乙醇当中，提高了重组菌株的生物膜量。

技术领域

本发明属于生物技术技术领域，具体涉及一株过表达Cna1基因的重组酿酒酵母及其构建方法与应用。

背景技术

生物膜，又称生物被膜，是自然界当中微生物之间相互合作自发形成的多细胞群体，由微生物细胞分泌出来的胞外聚合物(EPS)组成。在微生物的生命活动中，生物膜起着非常重要的作用，不仅可以为其提供一个稳定的内环境，以此抵抗外界恶劣的环境，还可以提高反应底物以及产物的耐受性，使发酵产量得到提升，这在生物膜工业化应用中有一定的发展前景。与此同时，生物膜还承担着细胞间以及细胞与介质间的运输、信息传递等功能，因此提高生物膜稳定性对于微生物的生长具有重要的意义。

在微生物生物膜的形成过程中，会受到细胞内各种信号通路的调控。在不同的环境作用下，这些信号通路相互协调以此来调控生物膜的形成。在真菌中，有关信号通路对生物膜形成的影响的报道中，有钙调磷酸酶信号通路对生物膜的影响，但是在酿酒酵母中相关报道少之又少。

传统的酿酒酵母细胞固定化发酵如Ghasem Najafpour等利用海藻酸钠凝胶来固定酿酒酵母细胞，使发酵周期缩短至7小时，较游离发酵乙醇产率提高8％。然而在发酵过程中，营养物质会扩散到凝胶中，细胞也会排放乙醇和CO₂，且凝胶珠本身的稳定性差，容易破损，导致无法长期高效地实现连续发酵，因此不适合应用于工业上固定化发酵生产乙醇。生物膜固定化发酵是一种基于微生物群集群效应的发酵模式，与传统的吸附法有着明显的不同。在生物膜固定化发酵过程中，游离细胞逐渐吸附到载体表面，形成微生物集群效应，生物膜密度获得提高，同时提升了整体的代谢活力和对环境的抵抗能力。因此，本发明通过构建一株过表达Cna1基因的重组酿酒酵母，促进重组菌株生物膜的形成，提以此来提高生物膜固定化发酵生产乙醇当中重组菌株的生物膜量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一株过表达Cna1基因的重组酿酒酵母。

本发明还要解决的技术问题是提供上述重组酿酒酵母的构建方法。

本发明最后要解决的技术问题是提供上述重组酿酒酵母的应用。

为了解决上述第一个技术问题，本发明公开了一株过表达Cna1基因的重组酿酒酵母。

其中，所述Cna1基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

其中，所述的酿酒酵母为Saccharomyces cerevisiae S288c，来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌株保藏编号：CICC1308。

为了解决上述第二个技术问题，本发明公开了上述重组酿酒酵母的构建方法，包括如下步骤：

(1)以酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae S288c基因组作为模板，对目的基因Cna1进行PCR扩增得到Cna1基因片段；

(2)将步骤(1)中得到的Cna1基因片段与纯化后线性质粒pYX212相连接，得到重组质粒pYX212-Cna1；

(3)将步骤(2)中得到的重组质粒转化到E.coli DH5α感受态细胞中，提取筛选重组质粒pYX212-Cna1，并测序验证。

(4)将步骤(3)提取得到的重组质粒转入到酿酒酵母Saccharomyces cerevisiaeS288c感受态中，构建过表达Cna1基因的重组酿酒酵母菌株S288c-pCna1。