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1、生物工程学报ChinJBiotech2010,October25;26(10):1372−1378journals.im.ac.cnChineseJournalofBiotechnologyISSN1000-3061cjb@im.ac.cn©2010CJB,Allrightsreserved.细胞工厂的构建技术丙酮丁醇梭菌的遗传操作系统董红军，张延平，李寅中国科学院微生物研究所，北京100101摘要:丙酮丁醇梭菌是极具潜力的替代燃料——生物丁醇的合成菌，受到各国研究者的普遍关注。丙酮丁醇梭菌菌株改造是生物丁醇产业
2、化进程中的一项重要工作，其中遗传操作是核心内容之一。以下对丙酮丁醇梭菌的遗传操作系统的发展历史、种类和原理进行了综述，分析了目前几种遗传操作系统的局限性，并对其发展进行了展望。关键词:丙酮丁醇梭菌，丁醇，菌株改造，遗传操作系统GeneticmodificationsystemsforClostridiumacetobutylicumHongjunDong,YanpingZhang,andYinLiInstituteofMicrobiology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100
3、101,ChinaAbstract:Clostridiumacetobutylicum,abiofuel-butanolproducer,hasattractedworldwideinterests.Strainimprovementisimportantfortheprocessofbiobutanolindustrializationwhereefficientgeneticmodificationsystemsareessential.Inthisreview,thehistoryofgeneticmodi
4、ficationsystemsofC.acetobutylicumwasintroduced,andthetypesandprinciplesofthesesystemsandtheirdisadvantagesaresummarizedandanalysed.ThedevelopmentofupdatedgeneticmodificationsystemsforC.acetobutylicumisalsoproposed.Keywords:Clostridiumacetobutylicum,butanol,st
5、rainimprovement,geneticmodificationsystems丁醇是一种重要的化工原料，主要用于制造增法生产的替代方式受到越来越多的关注。产丁醇的微塑剂、溶剂、萃取剂等，全球年需求量超过140万t。生物包括丙酮丁醇梭菌Clostridiumacetobutylicum、丁醇又是一种极具潜力的新型生物燃料，其热值、辛拜氏梭菌C.beijerinckii、C.saccharoperbutylacetonicum烷值与汽油相当；含氧量与汽油中常用的甲基叔丁基和C.saccharobutylicum
6、等菌株，其中对丙酮丁醇梭醚相近；不会腐蚀管道、不易吸水，便于管道输送；菌C.acetobutylicum的研究最广泛和深入。微生物蒸汽压低，安全性高，且与汽油有很好的混合性。生产丁醇的主要问题是产物浓度低、产率低、分离生产丁醇有两种方式，一种是通过化工方法从成本高，因此生物丁醇的生产需要对现有的发酵体石油中提炼。这种方法是目前市场上丁醇的主要系及菌株进行改造，才有可能满足工业化需求。来源。但随着石油作为不可再生资源，储备量急传统的菌株改造是基于诱变的随机筛选，工作量大，剧减少，且价格节节攀高，生物法生产丁醇作为石
7、化而且经过过去长期诱变筛选，其提升丁醇生产能力Received:June15,2010;Accepted:August15,2010Supportedby:NationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program)(No.2006AA02Z237).Correspondingauthor:YinLi.Tel/Fax:+86-10-64807485;E-mail:yli@im.ac.cn国家高技术研究发展计划(863计划)(No.20
8、06AA02Z237)资助。董红军等:丙酮丁醇梭菌的遗传操作系统13736的空间已经很小。2001年丙酮丁醇梭菌基因组的测转化效率超过10个转化子/μgDNA，是目前报道的[1]序完成，为研究者们对丁醇生产进行系统生物学最高转化效率，然而由于这种特制的电转仪还没有[2][3]的研究提供了可能。现在转录组学、蛋白组学、商业化，所以研究丙酮丁醇梭菌通常使用的还是[4-6][7
