2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
已閱讀1頁(yè),還剩62頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展導(dǎo)致以石油為代表的不可再生的各類礦物質(zhì)資源日益短缺,尋找可再生性能源成為必然的趨勢(shì)。燃料酒精是公認(rèn)的最有發(fā)展前景的可再生清潔能源之一。以木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)生產(chǎn)燃料酒精不僅能夠降低燃料乙醇生產(chǎn)的原料成本,同時(shí)在廢物處理、環(huán)境保護(hù)等方面起到一定的作用。木糖是木質(zhì)纖維素水解物中含量?jī)H次于葡萄糖的一種單糖。木糖的有效利用是木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)乙醇的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。運(yùn)用途經(jīng)工程改造酒精生產(chǎn)菌株使其具有共代謝葡萄糖和木糖的能力和利

2、用發(fā)酵工程技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝使重組菌株木糖代謝能力得到最大限度的發(fā)揮是轉(zhuǎn)化木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)資源酒精生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的重要基礎(chǔ)措施。 本文以釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)工業(yè)生產(chǎn)菌株為出發(fā)菌株,在建立工業(yè)菌株轉(zhuǎn)化體系的基礎(chǔ)上,通過(guò)基因工程(MetabolicEngineering)手段,將木糖代謝的關(guān)鍵酶基因引入酒精生產(chǎn)釀酒酵母工業(yè)菌株中,得到了能共發(fā)酵木糖和葡萄糖產(chǎn)生酒精的工程菌株;運(yùn)用發(fā)酵工程技術(shù)對(duì)工程重

3、組菌株的酒精發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化,對(duì)培養(yǎng)基的組成和木糖代謝最大影響因素溶氧、pH等參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行優(yōu)化,取得了較好發(fā)酵結(jié)果。主要研究?jī)?nèi)容為: 釀酒酵母工業(yè)菌株轉(zhuǎn)化體系的建立。釀酒酵母工業(yè)菌株往往沒有實(shí)驗(yàn)室酵母所具有的營(yíng)養(yǎng)缺陷型標(biāo)記,只能利用某些顯性標(biāo)記,而且由于不同工業(yè)菌株細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、生理生化特征及遺傳背景相差很大,轉(zhuǎn)化方法也與實(shí)驗(yàn)室菌株的轉(zhuǎn)化有所不同。本文選用酵母菌廣泛適用的G418抗性基因作為顯性選擇標(biāo)記,通過(guò)敏感度實(shí)驗(yàn)測(cè)定

4、了G418作用于酒精生產(chǎn)菌株6508、1308、NAN-27和自絮凝酵母SPSC-1的最低抑菌濃度。發(fā)現(xiàn)不同菌株對(duì)G418的敏感性有較明顯的差異,因此針對(duì)不同酵母工業(yè)菌株之間的差異,需要選用不同的轉(zhuǎn)化子篩選體系。 酵母的自絮凝性在酒精清液發(fā)酵工藝中可以使細(xì)胞在生物反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)無(wú)載體固定化,利于發(fā)酵后處理,是良好的工業(yè)生產(chǎn)性能。但基因操作中轉(zhuǎn)化子的篩選是以單細(xì)胞菌落為基礎(chǔ)的,因此這一特性又給其分子生物學(xué)操作帶來(lái)困難,其解決措施是對(duì)

5、絮凝酵母進(jìn)行解絮凝處理。為此對(duì)絮凝酵母SPSC-1分別采用聚焦光束反射測(cè)量?jī)x(FBRM)以機(jī)械力剪切和EDTA鰲合Ca2+解除相鄰細(xì)胞壁組分的陰離子基團(tuán)連接的化學(xué)法探討了自絮凝酵母SPSC-1的解絮凝條件。研究發(fā)現(xiàn)物理法解絮凝效果不佳,而使用EDTA鰲合Ca2+可以較長(zhǎng)時(shí)間地保持細(xì)胞的游離狀態(tài)。通過(guò)濃度梯度的EDTA解絮凝效果實(shí)驗(yàn),確定50mmol/lEDTA為SPSC-1解絮凝的最佳濃度,在去除EDTA后,酵母可以恢復(fù)原來(lái)的自絮凝特性

6、,對(duì)酵母自身工藝特點(diǎn)上的優(yōu)勢(shì)不產(chǎn)生影響。 根據(jù)酒精生產(chǎn)對(duì)酵母菌株性狀的要求,為了使外源基因在酵母中穩(wěn)定表達(dá),必需將外源基因整合到酵母工業(yè)菌株染色體上,為此構(gòu)建了單拷貝整合載體pYIK和多拷貝整合載體pYMIK,載體帶有PGK強(qiáng)啟動(dòng)子及G418抗性基因。pYIK的同源重組區(qū)含有URA3,pYMIK中以rDNA作為整合位點(diǎn),由于rDNA在酵母染色體上有多個(gè)重復(fù),可以滿足外源基因多拷貝整合的需求。 將來(lái)自畢赤氏酵母Pichia

7、stipitis的木糖還原酶基因(XYL1)、木糖醇脫氫酶基因(XYL2)和釀酒酵母自身的木酮糖激酶基因(XKS1)分別連接到單拷貝整合載體pYIK和多拷貝整合載體pYMIK上,得到了重組質(zhì)粒pYIK-123和pYMIK-127。將之轉(zhuǎn)化入釀酒酵母工業(yè)菌株,在含G418和以木糖為唯一碳源的YPX平板上篩選轉(zhuǎn)化子,并通過(guò)提高G418濃度增加篩選壓力和木糖生長(zhǎng)測(cè)定的方法二次篩選,得到含有低拷貝和多拷貝木糖代謝基因XYL1、XYL2、XKS的

8、重組酵母菌,菌株分別稱為NAN-123、NAN-127。重組菌在無(wú)選擇壓力培養(yǎng)條件下酶活測(cè)定表明,木糖還原酶(XR)、木糖醇脫氫酶(XDH)和木酮糖激酶(XK)均在釀酒酵母中得到活性表達(dá)。 將NAN-123、NAN-127在氧氣限量的條件下,進(jìn)行木糖葡萄糖共發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。工程菌與宿主菌生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)表明外源基因的引入對(duì)菌體的生長(zhǎng)沒有影響。HPLC發(fā)酵產(chǎn)物分析表明各重組菌都能利用木糖產(chǎn)生乙醇。其中,NAN-127利用木糖生產(chǎn)乙醇的結(jié)果優(yōu)于N

9、AN-123和宿主菌。NAN-127對(duì)木糖的利用最高可達(dá)20.6g/L,較宿主菌提高了18.6g/L,乙醇產(chǎn)量最高可達(dá)9.3g/L,較宿主菌提高31%;而NAN-123利用木糖的最大值是10.1g/L,較宿主菌提高了8.1g/L,產(chǎn)生的乙醇最大值是8.4g/L,較宿主菌提高了18%。以上結(jié)果表明高拷貝整合外源基因的工程菌NAN-127具有較優(yōu)良的發(fā)酵性能,因此我們選用其進(jìn)行發(fā)酵工藝優(yōu)化。 根據(jù)可利用的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)水解液中葡萄

10、糖和木糖的組成比例和酒精工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)高糖醪液的需求,確定了發(fā)酵培養(yǎng)基中葡萄糖和木糖的比率為2∶1,濃度分別為100g/L、50g/L。采用自行改進(jìn)的厭氧瓶,進(jìn)行兼性厭氧搖瓶發(fā)酵,分析結(jié)果表明,工程菌株NAN-127發(fā)酵40小時(shí)即可生成大部分的酒精,之后酒精積累較為平緩;木糖的消耗貫穿整個(gè)發(fā)酵過(guò)程,發(fā)酵96小時(shí)酒精得率為0.44gethanol/gsugarconsumed,木糖利用率53.6%,大大高于常規(guī)搖瓶發(fā)酵條件下酒精得率和木糖利

11、用率(0.16gethanol/gsugarconsumedand31%respectively)。 培養(yǎng)基中有機(jī)氮源的含量對(duì)木糖代謝有較大的影響,有機(jī)氮含量過(guò)高會(huì)使副產(chǎn)物增多且會(huì)降低酵母菌對(duì)酒精的耐受力從而影響菌株發(fā)酵性能。參考酒精生產(chǎn)菌株的培養(yǎng)基組分,進(jìn)行培養(yǎng)基配比的優(yōu)化,調(diào)整了YEPD培養(yǎng)基中酵母粉和蛋白胨的含量和比率,確定了小罐發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)基配方。 對(duì)NAN-127進(jìn)行小罐分批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。根據(jù)對(duì)木糖利用影響因素最

12、大的溶氧和pH,設(shè)計(jì)了不同梯度的單因子實(shí)驗(yàn)。通過(guò)調(diào)節(jié)通氣量和pH使釀酒酵母工業(yè)重組菌分別處于厭氧、兼性厭氧和微好氧的不同發(fā)酵狀態(tài),分析表明在通氣量0.05vvm、pH4.5的發(fā)酵條件下,NAN-127的木糖利用率達(dá)到82.1%,酒精產(chǎn)量達(dá)到52.1g/L。與最初的發(fā)酵結(jié)果相比,工業(yè)工程菌對(duì)木糖的利用得到大大提高,木糖代謝可以較順利的進(jìn)行,證明通過(guò)發(fā)酵工藝的優(yōu)化工程菌得以較高水平的發(fā)揮代謝木糖的能力,基本達(dá)到優(yōu)化的目的。 對(duì)比分析

13、了不同釀酒酵母生產(chǎn)菌株的耐溫性、酒精耐受性。選擇具有各自優(yōu)良性狀的1308、6508作為受體菌,用多拷貝重組質(zhì)粒pYMIK-127轉(zhuǎn)化,得到了多拷貝整合XYL1、XYL2、XKS1基因的工程菌株1308-127、6508-127。將NAN-127、1308-127、6508-127在優(yōu)化的發(fā)酵條件(通氣量0.05vvm,pH4.5)下共發(fā)酵葡萄糖和木糖,工程菌株均表現(xiàn)出良好的發(fā)酵性狀。NAN-127、1308-127、6508-127木

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論