利用木糖生产乙醇菌株的筛选与鉴定

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1、发酵木糖生产乙醇菌株的筛选与鉴定胡海军梁运祥葛向阳*（华中农业大学农业部微生物学国家重点实验室发酵工程研究室，武汉430070）摘要：从花圃土和腐朽树皮中各筛选得到一株可以发酵木糖产生乙醇的菌株。乙醇产量分别可达到6.98g/L和6.05g/L。经过18SrDNA同源性的分析，菌株3鉴定为间型假丝酵母（Candidaintermedia），而菌株621则为热带假丝酵母（Candidatropicalis）。对其发酵木糖、葡萄糖和混合糖的产物蒸馏后用气相色谱分析，主产物为乙醇，纯度高，副产物少。两菌株为下一步的菌种基

2、因改造工作提供了研究基础。关键词：木糖；乙醇；中型假丝酵母；热带假丝酵母中图分类号：文献标识码：文章编号：StrainsCollectionforProduceEthanolbyXylose-FermeningHaijunHu,YunxiangLiang,XiangyangGe*(FermentationEngineeringResearchLaboratory,StateKeyLaboratoryofAgriculturalMicrobiology,HuazhongAgriculturalUniversity,W

3、uhan430070,P.R.China)Abstract:Twostrainsofyeastrespectivelyisolatedfromgardensoilandrottencortexcouldeffectivelyproduceethanolfromxylosein6.98g/Land6.05g/Lyield.Through18SrDNAsequenceanalysis,onestrainNo.3ischaracterizedasCandidaintermediaandtheotherstrainNo.6

4、21showshighlyidenticalwithCandidatropicalis.ResultsofGasChromatographyanalysistothedistilledproductsfermentedfromxylose,glucoseormixtureofthem，showedthesetwostrainshavehighefficiencyproductionofethanolinallofthem，whichcouldbeusedasorginalstrainsforfurthergenic

5、alterationwork.Keyword:Xylose;Ethanol;Candidaintermedia;Candidatropicalis前言石油储备与消耗的现状，迫使人们寻找乙醇作为替代品。为了避免粮食与燃料之争，乙醇发酵的原料逐渐转向了以农林业废弃物为主的纤维质原料。这些农林业废弃物资源丰富，是变废为宝的可再生性原料。纤维质原料主要由纤维素、半纤维素和木质素等组成。通过生物、物理化学等单一或联合的方法进行逐步的降解[1]。纤维素的降解产物中六碳糖（葡萄糖、半乳糖和甘露糖）约占2/3，五碳糖（D-木糖和L

6、-阿拉伯糖）约占1/3。而半纤维素的水解产物中D-木糖高达90%[2]。众所周知，六碳糖可通过酿酒酵母Saccharomysecerevisiae等发酵产生乙醇。而五碳糖的利用，则成为纤维质原料转变成为可利用性能源的关键问题。为了发酵D-木糖，人们试图从自然界中寻找微生物资源，目前已筛选到毕赤酵母Pichiastipitis、丝孢酵母Trichosporonsp.、管囊酵母Pachysolentannophilus[3]和耐热甲基营养酵母Hansenulapolymorpha[4]等微生物。其中P.stipitis

7、NRRLY-7124木糖发酵的研究最为广泛和深入，已经成功地用于发酵麦秸和水葫芦等纤维质原料生产乙醇[5、6]。P.stipitis的全基因组已经被测定，与木糖代谢的有关基因已经被克隆并导入到S.cerevisiae中，用于工程菌的构建[7]。并且对S.cerevisiae424A工程菌株的生长动力学和在不同培养基上的乙醇产率等进行了详细的阐述[8]。工程菌株S.cerevisiae259ST还被运用于处理亚硫酸纸浆废液生产乙醇[9]。同时也有用大肠杆菌EscherichiacoliKO11构建重组菌株来进行木糖发

8、酵的研究[10]。为了在发酵中同时利用五碳糖和六碳糖，休哈塔假丝酵母Candidashehatae和S.cerevisiae被用于混合发酵的研究中[11]本文的研究目的是寻找新的高效发酵木糖野生菌株，利用分子生物学的方法对其特性和种类进行鉴定，为下一步的菌种改造工作提供了研究基础。在不同类型的发酵研究中，利用气相色谱（GasChromatogram，GC）等